Hvem spiser brint og acetylen på Titan?

Ny dataanalyse øger sandsynligheden for, at forudsigelser af primitivt liv på Saturns måne er korrekte.

For fem år siden regnede Chris McKay fra NASAs Ames Research Center og Heather R Smith fra Universitetet i Strasbourg sig frem til, at man sagtens kunne forestille sig en primitiv livsform på Saturns måne Titan, der lever af at indånde brint, spise acetylen, og udskille methan.

To forskergrupper har nu analyseret data fra rumsonden Cassini, der har passeret Titan mange gange, for at se, hvordan disse stoffer opfører sig. Resultatet er, at McKays hypotese er blevet en smule mere sandsynlig. Titans atmosfære indeholder meget mindre hydrogen og acetylen, end hvad der burde være i forhold til de kemiske reaktioner, som man kender til. Det kan enten skyldes nogle endnu ukendte kemiske reaktioner, der ikke indvolverer liv, eller det kan være, at McKay og Smith havde ret, og at der faktisk findes en methanbaseret livsform på Saturns største måne.


Jord-lignende klima
Siden rumsonden Voyager fik sendt sensationelle billeder hjem fra den planet-lignende måne i 1980, har astrobiologer været fascineret af Titans uigennemsigtige gule atmosfære af ammoniak, benzen, ethan og methan, der gemmer på en hård kerne af klipper og is. Senere fandt man ud af, at månen også har flydende kulbrinte-søer med komplekse kemiske processer tæt ved de ellipseformede poler.

Titans klima er domineret af årstidernes vind og regn (bestående af ethan og methan), som skaber en overflade, der ligner Jordens - med kystlinjer, bjerge og sandbanker. Mange astrobiologer anser Titan som et frossent aftryk af, hvordan den tidlige Jord kunne have set ud for milliarder af år siden – dog meget koldere.

I en ny artikel i fagbladet Journal of Geophysical Research viser geolog Roger Clarke og kolleger fra United States Geological Survey, at Titans atmosfære ud over nitrogen, er en kompleks suppe af organiske forbindelser, men at acetylen mangler. Solens vekselvirkning med atmosfæren burde egentlig danne acetylen, der falder ned og dækker overfladen som dug. Men Cassinisonden kunne ikke finde noget acetylen.

Sondens spektrometer kunne heller ikke finde noget vandbaseret is på overfladen, og forskerne regner med at det gemmer sig under et dække af hydrocarbonforbindelser.

”Titans atmosfærekemi producerer mange organiske stoffer, som regner så hurtigt ned på overfladen, at den is, der vaskes fri af methanfloderne hurtigt dækkes til igen.” siger Clark i en pressemeddelse. ”Alt dette betyder, at Titan er et dynamisk sted, hvor der lige nu foregår masser af organisk kemi.”

Ifølge Mark Allen fra NASAs Astrobiology Institute kan den manglende acetylen sagtens forklares af ikke-biologiske mekanismer, f.eks. ved at atmosfæren hurtigt omdanner acetylenen til mere komplekse forbindelser via mineralske katalysatorer. ”Videnskabelig konservatisme påbyder os at biologiske forklaringer burde være vores sidste udvej, efter at alle de ikke-biologiske forklaringer er blevet forkastet.” siger Allen.

Brintlunger
Et andet paper gør mystikken endnu større. I det nye nummer af fagbladet Icarus skriver Darrell Strobel fra Johns Hopkins University i Baltimore, USA, at halvdelen af den forventede mængde af molekylært hydrogen forsvinder lige så hurtigt fra atmosfæren som den bliver dannet (via en kemisk reaktion mellem UV-lys og methan). Han baserer sine målinger på Cassinis infrarøde-, ion- og massespektrometre. Det tyder på at brinten bliver suget ned som om der var store lunger på overfladen, der trækker den ned lige så hurtigt som den (pga sin store flygtighed) er i stand til at undslippe den ydre atmosfære.

Strobel er dog forsigtig i sin tolkning og nævner, at McKays methanbaserede livsform nok ville have fourageret meget mere brint end bare halvdelen, og at brintmanglen nok snarere skyldes en katalysator på overfladen, som danner brint og acetylen tilbage til methan.

Revitaliseret ursuppe
Et tredje paper af Eric Wolf og O. B. Toon fra University of Colorado, Boulder, løfter spekulationerne op på et endnu højere plan: Titans ammoniaktåger hjælper månen med at holde sig varm – lige som Jordkloden gjorde det med sin egen ammoniaktåge for 4-4,6 milliarder år siden. Dengang var Solen stadig 30 procent koldere end den er nu, og kunne endnu ikke isolere Jordens primitive organiske livsforsøg tilstrækkeligt.

Wolf og Toon mener at ammoniak- og methan-aerosoler er fantastisk gode drivhusgasser, som kan dække kloden i et fotokemisk tæppe og fange varmen. ”Tågen ville også have været et kraftigt skjold mod solens ultraviolette stråler og  bidraget minimalt til klodens afkøling,” skriver forfatterne i deres artikel i fagbladet Science.

Den tidlige Jordklode kan altså have set ud som Titan gør nu. Og vi ved, at der ikke gik særlig lang tid (cirka 0,8 milliarder år) før de første blågrønne alger opstod i verdenshavene.

I det klassiske Miller-Urey-eksperiment fra 1950'erne, der prøvede at forklare livets opståen ved at blande en masse kemikaler i en kolbe og simulere jordskælv og tordenvejr, dannedes der også mange komplekse organiske molekyler. Lige som det er sket på Titan – dog igen ved meget lavere temperaturer. Denne 'ursuppeteori' har i lang tid været relativt diskrediteret, fordi de organiske molekyler blev svitset væk af solens UV-lys lige så hurtigt som de opstod.

Men hvis ammoniak- og methandampe kan virke som en ultraeffektiv varmekappe, der tilmed holder UV-lyset ude, kan det meget vel være, at ursuppeteorien bliver revitaliseret med de nye fund.

0 comments:

There was an error in this gadget