Pada hari Selasa, 16 Desember 2014, para ilmuwan NASA yang menghadiri American Fall Geophysical Union Meeting di San Francisco mengumumkan deteksi senyawa organik di Mars. Pengumuman tersebut merupakan penemuan "bahan" yang hilang yang diperlukan untuk keberadaan - masa lalu atau masa kini - kehidupan di Mars.
Memang, klaim luar biasa itu membutuhkan bukti luar biasa - pernyataan terkenal Dr. Carl Sagan. Para ilmuwan, anggota Mars Science Lab - Curiosity Rover - mission, bekerja selama 20 bulan untuk mengambil sampel dan menganalisis sampel atmosfer dan permukaan Mars untuk sampai pada kesimpulan mereka. Pengumuman ini berasal dari dua deteksi organik yang terpisah: 1) paku sepuluh kali lipat di tingkat Metana atmosfer, dan 2) mengebor sampel dari batu bernama Cumberland yang mencakup senyawa organik kompleks.
Metana, dari senyawa organik paling sederhana, dideteksi menggunakan Sample Analysis at Mars instrument (SAM). Ini adalah salah satu dari dua instrumen laboratorium kompak yang tertanam di dalam bajak ukuran mobil kompak, Curiosity. Segera setelah mendarat di Mars, para ilmuwan mulai menggunakan SAM untuk secara berkala mengukur kandungan kimia atmosfer Mars. Pada banyak sampel, tingkat Metana sangat rendah, ~ 0,9 bagian per miliar. Namun, itu tiba-tiba berubah dan, seperti yang dinyatakan para ilmuwan dalam konferensi pers, itu adalah momen "wow" yang membuat mereka terkejut. Paku harian singkat di tingkat Metana rata-rata 7 bagian per miliar terdeteksi.
Deteksi metana di Mars telah diklaim selama beberapa dekade, tetapi baru-baru ini, pada tahun 2003 dan 2004, tim peneliti independen menggunakan spektrometer sensitif di Bumi mendeteksi metana di atmosfer Mars. Satu kelompok yang dipimpin oleh Vladimir Krasnopolsky dari Universitas Katolik, dan yang lain dipimpin oleh Dr. Michael Mumma dari NASA Goddard Space Flight Center, mendeteksi tingkat metana regional dan temporal yang luas setinggi 30 bagian per miliar. Pengumuman itu disambut dengan skeptisisme yang besar dari komunitas ilmiah. Dan pengukuran atmosfer pertama oleh Curiosity negatif. Namun, tidak ada kelompok yang mundur dari klaim mereka.
Deteksi mendadak lonjakan sepuluh kali lipat dalam tingkat metana di kawah Gale tidak konsisten dengan pengukuran jarak jauh sebelumnya dari Bumi. Konsentrasi musiman yang tinggi berada di daerah yang tidak termasuk Kawah Gale, dan masih mungkin bahwa pengukuran Keingintahuan memiliki sifat yang serupa tetapi karena beberapa proses yang kurang aktif daripada yang ada di daerah yang diidentifikasi oleh tim Dr. Mumma.
Para ilmuwan NASA di AGU yang dipimpin oleh ilmuwan proyek MSL Dr. John Grotzinger menekankan bahwa mereka belum tahu bagaimana metana dihasilkan. Prosesnya bisa biologis atau tidak. Ada proses kimia abiotik yang bisa menghasilkan metana. Namun, deteksi MSL SAM adalah lonjakan harian dan merupakan proses nyata yang sedang berlangsung aktif di planet merah. Ini saja adalah aspek yang sangat menarik dari pendeteksian.
Tim mempresentasikan slide untuk menggambarkan bagaimana metana dapat dihasilkan. Dengan tingkat metana latar belakang yang diketahui rendah pada ~ 1 bagian per miliar, sumber kosmik eksternal, misalnya mikro-meteoroid yang memasuki atmosfer dan melepaskan organik yang kemudian direduksi oleh sinar matahari menjadi metana, dapat dikesampingkan. Sumber metana harus berasal dari lokal.
Para ilmuwan menggambarkan dua alat produksi. Dalam kedua contoh tersebut, ada beberapa aktivitas harian - atau setidaknya periodik - yang melepaskan metana dari permukaan Mars. Sumbernya bisa biologis yang terakumulasi di batuan bawah permukaan kemudian tiba-tiba dilepaskan. Atau kimia abiotik, seperti reaksi antara mineral olivin dan air, bisa menjadi penghasilnya.
Mekanisme penyimpanan bawah permukaan dari metana yang diusulkan dan diilustrasikan disebut penyimpanan clathrate. Penyimpanan clathrate melibatkan senyawa kisi yang dapat menjebak molekul seperti metana yang kemudian dapat dilepaskan oleh perubahan fisik dalam clathrate, seperti pemanasan matahari atau tekanan mekanis. Melalui tanya jawab pers, para ilmuwan NASA menyatakan bahwa clathrate seperti itu dapat dipertahankan selama jutaan dan miliaran tahun di bawah tanah.
Penemuan organik kedua melibatkan senyawa yang lebih kompleks dalam bahan permukaan. Juga sejak tiba di Mars, Curiosity telah menggunakan alat pengeboran untuk menyelidiki interior batu. Grotzinger menekankan bagaimana material segera di permukaan Mars telah mengalami efek radiasi dan senyawa tanah yang ada di mana-mana mengurangi dan menghancurkan organik baik sekarang maupun selama jutaan tahun. Pendeteksian tidak ada bahan organik dalam bahan permukaan yang longgar dan terbuka tidak mengurangi harapan para ilmuwan NASA untuk mendeteksi bahan organik di bebatuan Mars.
Pengeboran dilakukan pada beberapa batu yang dipilih dan itu akhirnya sebuah batu lumpur yang disebut Cumberland yang mengungkapkan keberadaan senyawa organik lebih kompleks daripada metana sederhana. Para ilmuwan memang menekankan bahwa apa sebenarnya senyawa organik ini tetap menjadi misteri karena kehadiran perchlorate kimia aktif yang membingungkan yang dapat dengan cepat memecah organik menjadi bentuk yang lebih sederhana.
Deteksi organik di batu lumpur Cumberland membutuhkan alat bor dan juga sendok pada lengan robot multifaset untuk mengirimkan sampel ke laboratorium SAM untuk dianalisis. Untuk mendeteksi metana, SAM memiliki katup pemasukan untuk menerima sampel atmosfer.
Grotzinger menggambarkan bagaimana Cumberland dipilih sebagai sumber sampel. Batu itu disebut batu lumpur yang telah mengalami proses yang disebut digenesis - metamorfosis sedimen ke batu. Grotzinger menekankan bahwa cairan akan bergerak melalui batuan seperti itu selama digenesis dan perklorat dapat menghancurkan organik dalam proses tersebut. Seperti itulah yang mungkin terjadi pada banyak batuan metamorf di permukaan Mars. Panel ilmuwan menunjukkan perbandingan antara sampel batuan yang diukur dengan SAM. Dua khususnya - dari batu "John Klein" dan batu Cumberland - dibandingkan. Yang pertama menunjukkan tidak ada organik serta batuan lain yang diambil sampelnya; tetapi sampel bor Cumberland dari interiornya mengungkapkan organik.
Analisis pekerjaan itu sungguh melelahkan - mengingat kembali pernyataan Sagan. Pentingnya menemukan organik di Mars tidak dapat diabaikan oleh panel ilmuwan dan Grotzinger menyebut dua penemuan ini sebagai warisan abadi dari Curiosity Rover Mars. Lebih lanjut, ia menyatakan bahwa metode penemuan dan analisis akan melangkah jauh untuk memandu pilihan instrumen dan penggunaannya selama misi penjelajah Mars 2020.
Penemuan organik melengkapi rangkaian "bahan" yang diperlukan untuk kehidupan masa lalu atau masa kini di Mars: 1) sumber energi, 2) air, dan 3) organik. Ini adalah persyaratan dasar untuk keberadaan kehidupan seperti yang kita kenal. Pencarian untuk kehidupan di Mars masih baru dimulai dan penemuan baru organik masih belum merupakan tanda yang jelas bahwa kehidupan ada atau hadir hari ini. Namun demikian, Dr. Jim Green, memperkenalkan panel ilmuwan, dan Dr. Grotzinger menekankan besarnya penemuan ini dan bagaimana mereka terikat pada tujuan program Mars NASA - terutama sekarang dengan penekanan pada pengiriman manusia ke Mars. Untuk penjelajah Mars Curiosity, perjalanan menaiki lereng Gunung Sharp terus berlanjut dan sekarang dengan kesungguhan yang lebih besar dan pencarian batu yang mirip dengan Cumberland.
Referensi:
