Вчені виявили в літосфері Землі сліди метану, який утворюється без участі живих істот. Породи срединно-океанічних хребтів захоплюють воду, яка вступає в реакції з мінералами і призводить до утворення метану. Подібні процеси могли йти на Марсі, тому викиди метану, помічені там, не обов'язково пов'язані з гіпотетично існуючим марсіанським життям, пишуть вчені в журналі.
Головне джерело метану на Землі - продукти діяльності живих організмів. З цієї причини кілька викидів метану, які виявили на Марсі, становлять інтерес як ознака можливої присутності живих організмів на цій планеті. Тим не менш, метан може утворюватися і абіогенно, і вчені з Океанографічного інституту Вудс-Хол (США) вивчили, як це може відбуватися.
Об'єктом інтересу Фрідера Кляйна (Frieder Klein) і його колег стали породи, з яких складені срединно-океанічні хребти. Вчені вивчили склад 160 зразків порід з різних точок дна Світового океану за допомогою спектроскопії, оптичної та електронної мікроскопії. Вони з'ясували, що олівін, реліктовий мінерал, з якого приблизно на чотири відсотки складені такі хребти, містить безліч (3 106 на кубічний сантиметр, від 100 нанометрів до 30 мікрометрів) включень з рідиною і газом - законсервовані в мінералах порції летючих компонентів. Вивчення складу цих включень показало наявність води, водню і метану. Стінки цих включень всередині олівіну містили мінерали серпентинової групи, які можуть утворитися з олівіну в процесі серпентинізації.
Серпентинізація - це перетворення оливинових мінералів на серпентинові в процесі гідратації, тобто приєднання води (при цьому в ході реакцій може виділятися метан). Вчені побудували модель, яка могла б показати процес утворення метану у включеннях в олівіні.
Результати показали, що при піднятті з мантії та охолодженні до 800 градусів Цельсія океанічні породи в хребтах захоплюють воду, яка і утворює включення. Потім відбувається подальше остигання до 400 градусів і реакція, в ході якої утворюється серпентин і магнетит. Потім порода ще більше охолоджується, і залізо, яке входить до складу деяких серпентинів і магнетитів, при реакції з водою утворює водень, а найбільше водню утворюється при 300 градусах.
Потім водень відновлює вуглекислий газ, розчинений у морській воді, до метану. Так всередині олівінів утворюються мікроскопічні бульбашки з метаном. У бульбашку діаметром 100 нанометрів не може влізти багато метану, але вчені порахували, скільки цього газу можуть зберігати породи океанічних хребтів. Враховуючи кількість включень на обсяг олівінів і приблизний вміст олівінів в корі морського дна, вийшла що запаси метану в породах на глибині до п'яти кілометрів дорівнюють 4,8 мільярда тонн. Це більше, ніж весь метан, який містився в атмосфері планети до початку індустріальної епохи (2 мільярди тонн). Літосфера поступово віддає свій газ у міру руйнування шматків порід з часом. Процес цей повільний - серед зразків, вивчених у цьому дослідженні, був екземпляр, який утворився ще в юрському періоді.
Утворення метану йшло, на думку авторів, з самого початку тектоніки плит, і, можливо, зіграло свою роль у підтримці життя перших мікроорганізмів, служачи їм джерелом метану. При цьому, як пишуть вчені, метан у включеннях може пролежати дуже довго, навіть переживши часи, за яких він міг утворитися. Це означає, що і на Марсі таким же чином могли утворитися значні кількості метану в корі, які зараз віддають газ в атмосферу. У такому випадку результати приладів «К'юріосіті» і «Марс-Експрес», можливо, не свідчать на користь існування життя на планеті.
Раніше ми писали про те, як на Марсі вперше виявили сезонні зміни концентрації метану і про те, як нещодавно результати, отримані апаратурою «К'юріосіті» підтвердили дані з «Марс-Експрес».