Метан — простий газ, якого повно на Землі. Але на Марсі його присутність — це одна з найбільших наукових загадок XXI століття. Чому? Тому що на нашій планеті близько 90% метану виробляється живими організмами. Його знахідка на, здавалося б, мертвій Червоній планеті може бути першою реальною біосигнатурою — хімічним слідом, що вказує на існування життя.
З 2013 року марсохід NASA “Curiosity” періодично фіксує дивні, таємничі сплески метану в кратері Гейла. Але коли європейський орбітальний апарат Trace Gas Orbiter (TGO), спеціально створений для пошуку цього газу, дивиться на той самий регіон згори, він не бачить нічого. Абсолютно нічого. Як це можливо, і що це означає: ми на порозі відкриття марсіанського життя чи це лише дивна гра планетарної хімії?
“Невловимий газ”: що і як знайшов марсохід Curiosity?
Марсохід “Curiosity” оснащений надзвичайно чутливою лабораторією SAM (Sample Analysis at Mars), яка може “нюхати” атмосферу. І його знахідки спантеличили вчених.
- Фоновий рівень та раптові сплески: “Curiosity” виявив, що в кратері Гейла існує постійний, дуже низький фоновий рівень метану, який дивним чином змінюється залежно від сезону. Але набагато цікавішими є раптові, потужні “викиди” метану, коли його концентрація зростає в десятки разів, а потім газ так само таємничо зникає.
- Коротке життя: Метан — нестійкий газ. Сонячне ультрафіолетове випромінювання руйнує його молекули приблизно за 300-400 років. Це означає, що метан, який знаходить “Curiosity”, має сучасне джерело. Він виробляється на Марсі просто зараз.
“Погляд згори”: чому орбітальний апарат нічого не бачить?
Щоб розгадати цю загадку, Європейське космічне агентство (ESA) відправило до Марса орбітальний апарат TGO з найчутливішими у світі приладами для виявлення газів. Він мав би легко засікти такі потужні викиди. Але результат був шокуючим: TGO не знайшов у марсіанській атмосфері ані сліду метану.
Це створило величезний парадокс: прилад на поверхні фіксує газ, а прилад на орбіті — ні. Чи може один з них помилятися? Чи, можливо, правда набагато цікавіша?
Життя чи каміння: головні теорії походження метану
Існує дві основні групи теорій, що пояснюють, звідки на Марсі може братися метан.
- Біологічна гіпотеза (Ознаки життя) На Землі метан виробляють мікроби-анаероби, відомі як метаногени. Вони живуть глибоко в ґрунті, в болотах, в кишечнику тварин — скрізь, де немає кисню. На Марсі такі мікроби теоретично могли б існувати глибоко під поверхнею, захищені від радіації та екстремальних температур. Метан, який вони виробляють, міг би повільно просочуватися на поверхню через тріщини в породі.
- Геологічна гіпотеза (Хімія планети) Метан також може утворюватися в результаті небіологічних процесів. Найбільш імовірний з них — серпентинізація. Це хімічна реакція між водою та мінералом олівіном, якого багато в марсіанській корі. Ця реакція виділяє водень, який, у свою чергу, може реагувати з вуглекислим газом, утворюючи метан. Оскільки на Марсі є докази існування води (у вигляді льоду) та олівіну, цей процес є дуже ймовірним.
“Пастка для метану”: як пояснити протиріччя?
Найновіша і найелегантніша теорія, яка може примирити суперечливі дані ровера та орбітера, — це гіпотеза “крижаної пастки”.
- Як вона працює: Марсіанський ґрунт (реголіт) має пористу структуру. Вночі, коли температура падає до -100°C, газ метан, що повільно просочується з глибин, “замерзає” в цих порах, утворюючи кристалічну структуру, схожу на паморозь. Зверху утворюється щільна “кришка” з пилу та солей.
- Ранковий “видих”: Коли вранці сонце нагріває поверхню, ця “кришка” руйнується, і захоплений метан виривається назовні коротким, концентрованим “видихом”.
Ця теорія ідеально пояснює парадокс. “Curiosity”, перебуваючи на землі, встигає “вдихнути” цей концентрований викид. Але об’єм газу занадто малий, і він надто швидко розсіюється у тонкій марсіанській атмосфері, щоб його міг зафіксувати орбітальний апарат TGO, що пролітає на висоті 400 кілометрів.
Отже, відповіді на питання, чи є метан ознакою життя, досі немає. Але сам факт його існування та дивна поведінка роблять Марс ще більш загадковим і перспективним місцем для пошуку наших космічних сусідів.
