¿Cuáles son exactamente las observaciones recientes de materia orgánica en Marte? ¿Cuáles son los datos?

Actualmente (junio de 2018) hay dos nuevos documentos (los enlaces pueden ser de pago):

" Materia orgánica conservada en lutitas de 3 mil millones de años en el cráter Gale, Marte ", Eigenbrode et al., Science 360, 1096–1101 (2018)

" Los niveles de fondo de metano en la atmósfera de Marte muestran fuertes variaciones estacionales ", Webster et al., Science 360, 1093–1096 (2018)

El primero busca compuestos orgánicos en una muestra de roca perforada; el segundo analiza la larga historia del metano atmosférico.

Primero, el papel de lutita. Es abstracto es, bueno, abstracto:

Establecer la presencia y el estado de la materia orgánica, incluidas sus posibles firmas biológicas, en materiales marcianos ha sido una búsqueda difícil de alcanzar, a pesar de los informes limitados sobre la existencia de materia orgánica en Marte. Reportamos la detección in situ de materia orgánica preservada en lutitas lacustres en la base de la formación Murray de ~3.500 millones de años en Pahrump Hills, cráter Gale, por el conjunto de instrumentos Sample Analysis at Mars a bordo del rover Curiosity. Diversos productos de pirólisis, incluidos compuestos tiofénicos, aromáticos y alifáticos liberados a altas temperaturas (500 °C a 820 °C), se detectaron directamente mediante el análisis de gases desprendidos. Los tiofenos también se observaron mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas. Su presencia sugiere que la sulfuración ayudó a la conservación de la materia orgánica. Persisten al menos 50 nanomoles de carbono orgánico,

Curiosity tomó muestras, las calentó y luego observó el peso molecular (en realidad, la relación masa/carga, pero bastante cercana) en función de la temperatura. Lo que obtienes al hacer eso son tramas como esta ( muchas tramas como esta):

Los picos permiten identificar parcialmente varios componentes moleculares. Lo interesante de esto es que (a) se han encontrado aquí componentes mucho más complicados que en trabajos anteriores y (b) hay (comparativamente) una gran cantidad de componentes que transportan nitrógeno y azufre.

El cuerpo del artículo discute:

• El proceso de medición

• Procedimiento de identificación de componentes

• lo que encontraron

• Comparación de varias ubicaciones de muestra

• Geología de las localizaciones, para tratar de identificar cómo las muestras (que son realmente antiguas) pueden haber sido modificadas o mineralizadas

La conclusión son tres párrafos:

Las observaciones moleculares de SAM no revelan claramente el origen de la materia orgánica en la formación Murray. Todas las fuentes biológicas, geológicas y meteoríticas son posibles. Ciertamente, si la vida antigua fue la fuente orgánica, entonces, a pesar de la incorporación de azufre, el material se ha alterado lo suficiente, como por diagénesis o radiación ionizante (23), para oscurecer las características moleculares originales más consistentes con la vida (por ejemplo, una mayor diversidad de moléculas). o patrones de variación estructural limitada dentro de clases de compuestos, como cadenas de hidrocarburos), o se depositó una cantidad insuficiente de materia orgánica para permitir la detección por pirólisis-GC-MS.

La habitabilidad pasada interpretada para las lutitas lacustres Sheepbed se centró en la quimiolitoautotrofia (8, 30), pero las observaciones de materia orgánica geológicamente refractaria en las lutitas lacustres de Murray abren la puerta a la habitabilidad pasada y presente también para la heterotrofia. La materia orgánica puede impulsar directa o indirectamente tanto el metabolismo de la energía como el del carbono y, al hacerlo, puede respaldar el ciclo del carbono a nivel de la comunidad microbiana.

Nuestros resultados sugieren que es probable que la materia orgánica de varias fuentes pueda estar ampliamente distribuida en el registro de rocas marcianas. Incluso si la vida no fuera un contribuyente clave, las fuentes meteoríticas e ígneas o hidrotermales tienen un gran potencial para ser emplazadas ampliamente. Nuestra detección de materia orgánica en la superficie marciana, donde las condiciones ionizantes y oxidantes son extremas, sugiere que los registros moleculares mejor conservados pueden estar presentes debajo de la superficie, donde los efectos de la radiación son pequeños, o en materiales expuestos en los últimos años. mil años.

Yo parafrasearía esto como

• No estamos seguros de que esto sea vida pasada o presente. Podría ser, pero también podrían ser otras cosas.
• Si era vida antigua como la nuestra, entonces el envejecimiento la ha modificado (porque no se parece a la vida orgánica actual de la Tierra; demasiado azufre)
• Pero podría ser comida de vida pasada o presente.
• Si pudiéramos encontrarlo aquí, podría estar en todas partes; sigamos buscando.

El resumen del artículo sobre el metano atmosférico es más directo:

Los niveles variables de metano en la atmósfera marciana han eludido la explicación en parte porque las mediciones no son repetibles en el tiempo o el lugar. Reportamos mediciones in situ en el cráter Gale realizadas durante un período de 5 años por el espectrómetro láser sintonizable en el rover Curiosity. Los niveles de fondo de metano tienen un valor medio de 0,41 ± 0,16 partes por billón por volumen (ppbv) (intervalo de confianza del 95 %) y exhiben una fuerte variación estacional repetible (0,24 a 0,65 ppbv). Esta variación es mayor que la predicha por la degradación ultravioleta de los compuestos orgánicos liberados por impacto en la superficie o por el ciclo anual de presión superficial. La gran variación estacional en el fondo y las ocurrencias de picos temporales más altos (~7 ppbv) son consistentes con pequeñas fuentes localizadas de metano liberado desde la superficie marciana o reservorios subterráneos.

Los datos anteriores sobre el metano en la atmósfera de Marte son confusos, y pasan la primera página revisando "ahí está, no, no, sí, ¡vaya, mira eso! ¿A dónde fue?" historia. Parece que hay grandes picos y largos tiempos de muy poco.

Curiosity utilizó dos formas de muestreo atmosférico en un espectrómetro láser para medir la concentración de metano. Usando aproximadamente dos años marcianos de mediciones, encontraron dos componentes:

• Grandes bocanadas
• Y un nivel constante que varía lentamente

Gran parte del trabajo se dedica a confrontar las posibles causas de los dos componentes. Por ejemplo:

Los modelos existentes que incluyen el transporte y la circulación atmosféricos (23–26) no pueden reproducir las altas concentraciones de metano notificadas y su variabilidad espacial y temporal, incluso cuando incluyen la posible liberación de clatratos (9), la adsorción/desorción de la superficie/regolito (10), estacionalmente producción variable a partir de la descomposición UV de los compuestos orgánicos superficiales (6, 7), o mecanismos propuestos de pérdida rápida (27, 28). El análisis de todas las mediciones de metano hasta 2016 (29) proporciona poca evidencia de cualquier correlación entre las corrientes de meteoritos y las plumas de metano, como se sugirió anteriormente (30).

Es decir, "Las bocanadas son demasiado agudas para ser explicadas por procesos geológicos, procesos químicos o incluso Marte siendo golpeado por meteoritos que transportan metano".

El ciclo anual, medido en un lugar, es quizás más interesante ya que la gente ha argumentado que es una clara señal de la vida actual . (Se mide en un solo lugar, por lo que las estaciones importan, etc.)

El problema es que esto varía, pero es una concentración realmente pequeña. El valor preindustrial de la Tierra era de aproximadamente 640 ppb , aproximadamente$10^3$más grande, en una atmósfera mucho más densa. El metano de Mar solo asciende a gramos por kilómetro cúbico de atmósfera. Si es la vida, no es mucho de una vida. Y a ese nivel, hay otras posibilidades. Los párrafos de conclusión argumentan en contra de la vida como explicación:

Con presiones atmosféricas antiguas de varios cientos de milibares (40), grandes cantidades de metano pueden almacenarse en el frío subsuelo marciano como clatratos en una zona de estabilidad varias veces más gruesa que la de la Tierra (41–43). Aunque la firma estacional de las mediciones de TLS-SAM no es consistente con la liberación directa de clatratos, los clatratos pueden proporcionar una fuente de microfiltración en la superficie (exhalaciones difusas sin ninguna estructura morfológica específica que puedan ventilarse a partir de afloramientos de rocas o lechos de ríos o lagos) (43– 45). En Marte, dicha filtración ocurriría preferentemente a través de vías permeables, como fallas, fracturas o brechas en las litologías de sellado; esto no requeriría estructuras geomorfológicas identificables en la superficie. Las exhalaciones débiles de microfiltración podrían explicar las anomalías de fondo y de penacho de metano observadas en Marte (43), quizás cerca del límite de la dicotomía y en el cráter Gale, donde hay roca sedimentaria fracturada. El flujo de microfiltración puede variar con el tiempo, dependiendo de las variaciones de las presiones del gas a lo largo de la ruta de migración del subsuelo o de los cambios estacionales en el suelo, o incluso donde la actividad microbiana puede consumir metano.

Independientemente del origen del subsuelo, se puede esperar que el metano que llega a las capas superficiales durante largos períodos de tiempo (42, 43) muestre variaciones estacionales. Consideramos un proceso que retiene metano en la superficie temporalmente antes de liberarlo a través de un proceso vinculado a la temperatura de la superficie. Ese proceso podría ser la adsorción en una superficie con una alta relación área superficial/volumen, como el polvo o la tierra. Aunque el polvo mineral no puede servir como sumidero de metano, puede moderar la liberación (11, 12). Adoptando una barrera de energía de ~20 a 35 kJ/mol—que es algo más alta que la reportada para la adsorción física de metano en arcillas (46), zeolitas (47) y suelo análogo a Marte (12)—encontramos que grandes cambios estacionales se esperan variaciones (fig. S41). Las correlaciones plausibles de los valores de metano de fondo con el vapor de agua atmosférico y con las temperaturas de la superficie apuntan a procesos físicos o químicos en la superficie (o polvo) oa la liberación de microfiltraciones. La amplitud del ciclo estacional indica que quedan procesos atmosféricos o superficiales desconocidos que ocurren en el Marte actual.

La última oración de cada párrafo ofrece un poco de esperanza de que haya "actividad microbiana" como un "proceso de superficie desconocido ()" que lo está causando, pero es una de varias posibilidades.