Dataran selatan yang beku di awal musim semi. Kredit gambar: MSSS / JPL / NASA Klik untuk memperbesar
Deteksi metana di atmosfer Mars telah menantang para ilmuwan untuk menemukan sumber gas, yang biasanya dikaitkan dengan kehidupan di Bumi. Satu sumber yang dapat dikesampingkan adalah sejarah kuno: Metana dapat bertahan hidup hanya 600 tahun di atmosfer Mars sebelum sinar matahari menghancurkannya.
Jika konsentrasi metana global di Mars adalah 10 ppb, maka rata-rata 4 gram metana dihancurkan setiap detik oleh sinar matahari. Itu berarti sekitar 126 metrik ton metana harus diproduksi setiap tahun untuk memastikan konsentrasi yang stabil sebesar 10 ppb.
Ada kemungkinan di luar bahwa metana dikirim ke Mars oleh komet, asteroid, atau puing-puing lain dari luar angkasa. Perhitungan menunjukkan bahwa mikrometeorit kemungkinan hanya menghasilkan 1 kilogram metana per tahun - jauh dari level penggantian 126 ton. Komet dapat menghasilkan metana dalam jumlah besar, tetapi interval antara dampak komet utama rata-rata 62 juta tahun, jadi tidak mungkin setiap komet menghasilkan metana dalam 600 tahun terakhir.
Jika kita dapat mengesampingkan pengiriman metana, maka metana harus diproduksi di Mars. Tetapi apakah sumber biologi, atau proses tidak berhubungan dengan kehidupan?
Sebagian kecil metana bumi dibuat melalui interaksi non-biologis (“abiogenik”) antara karbon dioksida, air panas, dan batuan tertentu. Mungkinkah ini terjadi di Mars? Mungkin, kata James Lyons dari Institute for Geophysics dan Planetary Physics di UCLA.
Reaksi-reaksi ini hanya membutuhkan batuan, air, karbon dan panas, tetapi di Mars, dari mana panas itu berasal? Permukaan planet ini adalah batu yang dingin, rata-rata minus 63 derajat C. Gunung berapi bisa menjadi sumber panas. Ahli geologi berpikir letusan terbaru di Mars setidaknya 1 juta tahun yang lalu - cukup baru untuk menunjukkan bahwa Mars masih aktif, dan karenanya panas jauh di bawah permukaan.
Tetesan metana rata-rata 4 gram per detik bisa berasal dari titik panas geologis seperti itu. Tetapi setiap titik panas Mars harus dalam dan terisolasi dengan baik dari permukaan, karena Sistem Pencitraan Emisi Termal di Mars Odyssey tidak menemukan lokasi yang setidaknya 15 derajat C lebih hangat daripada lingkungan. Namun, Lyons berpikir masih mungkin bahwa tubuh magma yang dalam bisa memasok panas.
Dalam satu model komputer geologi Mars yang disederhanakan, benda pendingin magma sedalam 10 kilometer, lebar 1 kilometer, dan panjang 10 kilometer menciptakan suhu 375 hingga 450 derajat C yang mendorong pembentukan metana abiogenik di pegunungan samudera di Bumi. Tubuh batu panas semacam itu, kata Lyons, "sangat masuk akal, tidak ada yang aneh dengan itu," karena Mars mungkin menahan panas dari formasi planet, seperti Bumi.
"Ini mendorong kami untuk berpikir bahwa ini adalah skenario yang masuk akal untuk menjelaskan metana di Mars, dan kami tidak akan melihat tanda tangan tanggul itu (tubuh batu panas) di permukaan," kata Lyons. "Itulah sudut yang kita kejar; ini adalah penjelasan paling sederhana, paling langsung untuk metana yang terdeteksi. "
Meskipun tidak ada yang bisa mengesampingkan sumber abiogenik untuk metana di Mars, ketika Anda menemukan metana di Bumi, Anda biasanya melihat karya methanogen, mikroba anaerob kuno yang memproses karbon dan hidrogen menjadi metana. Bisakah methanogen hidup di Mars?
Untuk mengetahuinya, Timothy Kral, associate professor ilmu biologi di University of Arkansas, mulai menumbuhkan lima jenis methanogen 12 tahun lalu di tanah vulkanik yang dipilih untuk mensimulasikan tanah Mars. Dia sekarang menunjukkan bahwa methanogen dapat bertahan hidup selama bertahun-tahun di tanah granular, bergizi rendah, meskipun ketika tumbuh dalam kondisi mirip Mars, hanya 2 persen dari tekanan atmosfer Bumi, mereka menjadi kering dan menjadi tidak aktif setelah beberapa minggu.
“Tanah cenderung mengering, dan kami telah dapat menemukan sel yang layak; mereka masih hidup, tetapi mereka tidak menghasilkan metana lagi, "kata Kral.
Methanogen membutuhkan sumber karbon dioksida dan hidrogen yang stabil. Sementara karbon dioksida berlimpah di Mars, "hidrogen adalah tanda tanya," kata Kral.
Vladimir Krasnopolsky, seorang profesor riset di Universitas Katolik Amerika di Washington D.C., mendeteksi 15 bagian per juta hidrogen molekuler di atmosfer Mars. Mungkin saja hidrogen ini keluar dari sumber yang dalam di pedalaman Mars yang bisa digunakan oleh metanogen.
Jika methanogen berada jauh di dalam Mars, gas metana yang mereka hasilkan akan perlahan-lahan naik ke permukaan. Akhirnya bisa mencapai kondisi suhu-tekanan di mana ia akan terjebak dalam kristal es, membentuk hidrat metana.
"Jika ada biosfer bawah permukaan, metana hidrat akan menjadi konsekuensi yang tak terhindarkan, jika segala sesuatu berperilaku seperti yang mereka lakukan di Bumi," kata Stephen Clifford dari Lunar and Planetary Institute di Houston, Texas.
Dan ada manfaat tambahan, Clifford menambahkan. Metana hidrat, "akan menjadi selimut isolasi yang secara substansial akan mengurangi ketebalan tanah beku di Mars, dari beberapa kilometer di khatulistiwa, menjadi mungkin kurang dari satu kilometer." Dengan kata lain, metana hidrat akan menyimpan bukti kehidupan dan melindungi kehidupan yang tersisa dari suhu permukaan yang sangat dingin.
Meskipun data pada kondisi sekitar satu kilometer atau lebih di bawah permukaan Mars tidak ada, gambaran yang berkembang tentang kompleksitas, ukuran dan kemampuan beradaptasi dari biosfer bawah tanah Bumi tentu meningkatkan peluang bahwa kehidupan ada dalam kondisi yang sebanding di dalam Mars. Biosfer bawah tanah bumi sebagian besar terdiri dari mikroba, beberapa di antaranya hidup di kedalaman, tekanan, dan kondisi kimia yang sebelumnya dianggap tidak ramah bagi kehidupan.
Jauh di dalam Mars mungkin merupakan tempat sulit untuk mencari nafkah, tetapi metanogen bukanlah pengecut, kata Kral. “Mereka tangguh, tahan lama. Fakta bahwa mereka telah ada mungkin sejak awal kehidupan di Bumi, dan terus menjadi bentuk kehidupan utama di bawah permukaan dan jauh di lautan, berarti mereka selamat, mereka melakukannya dengan sangat baik. "
Sumber Asli: NASA Astrobiology
