Suche nach Mars Methan

Der Einschlagkrater, bekannt als "Ausdauer". Bildnachweis: NASA / JPL / Cornell. klicken um zu vergrößern
Mars ist der Planet, der sich weigert, "sterben" zu sagen. Nach jahrhundertelangen Spekulationen über Kanäle, Eiskappen und Vegetation berichtete David McKay von der NASA 1996, Spuren alter Bakterien in einem Meteoriten vom Mars gesehen zu haben. Wissenschaftler haben diesen Befund seitdem diskutiert, und viele glauben jetzt, dass die faszinierenden Spuren wahrscheinlich nicht biologischen Ursprungs sind.

In den letzten Jahren wurden jedoch auf dem Mars zwei einfache Chemikalien entdeckt, die eng mit dem Leben auf der Erde verbunden sind. An der Oberfläche wurden große Mengen an gefrorenem Wasser entdeckt, und in der Atmosphäre traten Spuren von Methan auf.

Wasser ist für das Leben, wie wir es kennen, notwendig, und der größte Teil des Methans auf der Erde wird von Mikroben hergestellt. Obwohl die Zwillingsentdeckungen das Interesse an der Möglichkeit des Lebens auf dem Mars verdoppelten, deutet niemand darauf hin, dass irgendetwas auf der Oberfläche des Planeten lebt, wo die Durchschnittstemperaturen minus 63 Grad Celsius betragen und schädliche ultraviolette Strahlung die dünne Atmosphäre durchdringt.

Auf dem Mars wie auf der Erde steigen die Temperaturen, wenn Sie tiefer in den Planeten vordringen. Irgendwo zwischen einem Dutzend und tausend Metern unter der Oberfläche können die Bedingungen für flüssiges Wasser warm genug sein, was selbst für die nicht-biologische Methanproduktion auf der Erde notwendig ist. Aber könnte ein lebendes Ökosystem tief unter der Marsoberfläche verborgen sein? Auf der Erde überleben unterirdische Mikroben ohne Sonnenlicht, freien Sauerstoff oder Kontakt mit der Oberfläche.

Die Frage wird interessanter, wenn man bedenkt, dass die meisten Mikroden in der Tiefe der Erde primitive, einzellige Organismen sind, die ihren Stoffwechsel mit chemischer Energie aus ihrer Umgebung antreiben. Diese Mikroben werden als „Methanogene“ bezeichnet, da sie Methan als Abfallprodukt produzieren.

Drei NASA-Missionen haben Anzeichen von Wasser auf dem Mars entdeckt. Im Jahr 2000 deuteten Mars Global Surveyor-Bilder von Schluchten vielen darauf hin, dass kürzlich Wasser auf die Marsoberfläche floss. Im Mai 2002 fand das Gammastrahlenspektrometer auf Mars Odyssey eine riesige Wasserstoffablagerung im flachen polaren Boden – ein sicheres Zeichen für Wassereis. Dann, im Dezember 2004, gaben Forscher, die die Mars Exploration Rover Opportunity nutzten, bekannt, dass sie Gesteine ​​entdeckt hatten, die durch die periodische Überflutung von Wasser auf der Oberfläche entstanden waren. Solche Ergebnisse stützen die Idee, dass der Mars vor Milliarden von Jahren warm und nass war.

Während Wasser eine notwendige Lebensbedingung ist, kann Methan ein tatsächlicher Beweis für das Leben sein. In den letzten zwei Jahren haben drei separate Forschungsgruppen spektrale Anzeichen von Methan auf dem Mars gesehen:

* Im Jahr 2003 entdeckte Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center (GSFC) Methan mithilfe von Spektrometern an zwei großen erdgebundenen Teleskopen. Seitdem hat er mehreren wissenschaftlichen Treffen mitgeteilt, dass es große Unterschiede in der Methankonzentration auf dem Mars gibt. In einer Präsentation auf einer Sitzung des NASA Astrobiology Institute im April 2005 sagte Mumma, dass der Nachweis von Marsmethan je nach Geografie unterschiedlich sei: Am Äquator wurden durchschnittlich 200 Teile pro Milliarde (ppb) und in der Nähe der Pole 20 bis 60 ppb nachgewiesen.

* Vladimir Krasnopolsky, ein Forschungsprofessor an der Katholischen Universität von Amerika in Washington, DC, entdeckte ebenfalls Methan auf dem Mars. Wie Mumma verwendete Krasnopolsky Spektrometer an erdgebundenen Teleskopen. Er berechnete einen globalen Durchschnitt von 11 ppb mit einem Bereich von 7 bis 15 ppb. Die Daten stammen, wie Krasnopolsky auf einer Tagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union im April 2004 berichtete, aus Beobachtungen der gesamten Planetenscheibe von 1999.

"Wir haben nicht versucht, lokalisierte Messungen durchzuführen, da wir keine Abweichungen von Ort zu Ort erwartet haben", sagte Krasnopolsky gegenüber dem Astrobiology Magazine.

* Im Dezember 2004 lieferte der Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation die ersten Methandaten eines Marsorbiters. In der Zeitschrift Science berichteten Vittorio Formisano vom Institut für Physik des interplanetaren Raums in Rom und Kollegen über Messungen, die mit dem Planetary Fourier Spectrometer des Satelliten durchgeführt wurden. Ihre Messungen ähnelten Krasnopolskys Zahlen: Eine Konzentration von 10 ppb plus oder minus 5 ppb.

Obwohl die Studien von Krasnopolsky und Formisano unabhängig voneinander auf ähnliche Methankonzentrationen hinwiesen, äußern einige Planetenwissenschaftler Skepsis, da die nachgewiesene Menge sehr gering ist.

"Die Detektionen waren genau an der Detektionsgrenze der Instrumente", sagt William Boynton von der University of Arizona, Hauptforscher des Gammastrahlenspektrometers auf Mars Odyssey. "Ich bin noch nicht ganz davon überzeugt, dass es sich um eine solide Erkennung handelt. Es ist wahrscheinlich, aber ich würde es nicht auf die Bank legen. "

Die Frage des Methans

Das Methan auf dem Mars wurde spektrometrisch nachgewiesen – die Analyse von Lichtwellen. Da jedes Atom und Molekül charakteristische Lichtwellenlängen emittiert und absorbiert, können Spektrometer die Zusammensetzung entfernter Objekte durch Messung dieser Wellenlängen bestimmen. Um Gase in der Marsatmosphäre zu untersuchen, verwenden Spektroskopiker Instrumente, mit denen das Infrarotlicht analysiert werden kann, das emittiert wird, wenn Sonnenstrahlung die Oberfläche des Planeten erwärmt. Während diese Infrarotstrahlung auf die Erde zusteuert, können Gase in der Marsatmosphäre bestimmte Frequenzen blockieren oder absorbieren. Wenn das Infrarotlicht in einem Teleskop konzentriert und durch das Beugungsgitter eines Spektroskops getrennt wird, zeigen die fehlenden Wellenlängen, welche bestimmten Atome oder Moleküle auf dem Weg zur Erde Licht absorbiert haben. Somit ist eine Methan- „Linie“ auf einer Spektroskopkurve eine Reflexion des Lichts, das Methan blockiert hat.

Es gibt jedoch Komplikationen. Wenn schwaches Licht von einem Planeten in einem terrestrischen Teleskop gesammelt wird, blockieren Atome und Moleküle im Weltraum oder in der Erdatmosphäre einige Wellenlängen. Spektroskopiker müssen diese nicht-marsianischen Signale kompensieren. Und weil sich der Mars relativ zur Erde bewegt, erscheinen die Absorptionslinien an den „falschen“ Stellen, bis zusätzliche Kompensationen vorgenommen werden.

Jedes Methan auf dem Mars ist heute kein Erbe der alten Verhältnisse, da Sonnenstrahlung die Moleküle in der Atmosphäre innerhalb von 600 Jahren zerstören würde. Stattdessen wurde das Methan entweder auf Kometen oder Meteoriten zum Mars gebracht oder auf dem Mars hergestellt. Wenn wir Methan auf dem Mars gesehen haben, wurde es durch geologische oder chemische Prozesse hergestellt – oder durch Biologie?

Ursprüngliche Quelle: NASA Astrobiology

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