الميثان في المجموعة الشمسية

الميثان في المجموعة الشمسية

الميثانch4 مركب عضوي شكله هرمي يتواجد على بشكل غازي في الطبقات العليا من الغلاف الجوي الأرضي و في درجات الحرارة العادية و بشكل ضئيل بالنسبة لباقي الغازات و لا رائحة له و هو سام بالنسبة للبشر.
يتواجد الميثان في كواكب المجموعة الشمسية بشكل متفاوت في أغلفتها الجوية حسب كثافة كل غلاف و طبيعة الكوكب.
فبينما يندر هذا المركب في مجموعة كواكب عطارد و الزهرة و المريخ و الأرض بينما يكون موجود بشكل ملحوظ في المجموعة الثانية و هي المشتري و زحل أورانوس و نبتون حيث يتواجد بشكل سائل و متجمد و حيث أن سبب اللون الأخضر المزرق الواضح لكل من أورانوس و نبتون سببه الميثان.
يتواجد الميثان على كوكب الأرض بشكل أكثف قليلا من باقي الكواكب الأولى بسبب العمليات الحيوية للكائنات الحية عليه و غيرها، و تعزى إليها النسبة الكبيرة لتواجد الميثان حيث تصل إلى 90% ، بينما تعزى بنسبة ضئيلة للنيازك التي اصطدمت بالأرض منذ ملايين السنين لأنها تحمل معها عنصر الكربون و لو بنسبة ضئيلة الذي يساعد على إيجاد مصدر للكربون للكواكب.
بينما يعزى سبب تواجد الميثان على باقي الكواكب إلى الحالة الأولية للمجموعة الشمسية عندما كانت سديم غازي كثيف
الميثان على المريخ و تيتان
الغلاف الجوي للمريخ أقل كثافة من نظيره على الأرض بآلاف المرات لكن ذلك لم يمنع تواجد بعض الغازات أن تكون موجودة على سطحه مثل الميتان.
و تركيز الميثان في غلاف المريخ أعلى منه على الأرض، لكن ليس هذا ما فاجئ العلماء، إنما فاجئهم زيادة تركيز الميثان على كوكب المريخ، و أن الحفاظ على مستوى الميثان في غلافه الجوي ثابت يحتاج لإنتاج 100 طن من الميثان، و ذلك لأن عمر الميثان على كوكب المريخ هو 600 سنة و ذلك بسبب تفككه و أيضا بسبب اختلاطه بغازات أخرى.
و مصادر الميثان على كوكب المريخ هي إما المذنبات و النيازك أو البراكين أو البكتيريا.
فالبراكين على المريخ قد خمدت منذ ملايين السنين و لم يسجل أي نشاط بركاني للمريخ،
و قد يكون السبب هو اصطدام مذنب بالمريخ منذ زمن بعيد قد أمده بالميثان لكن توزيع الميثان على المريخ غير منتظم و الوقت الذي يستغرقه توزيع الميثان بانتظام هو عدة أشهر، وكل عام يتلقى المريخ حوالي ألفي طن من الغبار النيازك و 1% من تركيبها هي من الكربون لكنها تتأكسد بسرعة، و بالنسبة للنيازك الكبيرة ف 1% من كتلتها من الميثان لكن النيازك تصطدم بالمريخ وسطيا مرة كل 60 مليون سنة! و عمر الميثان على المريخ هو 600 سنة لذا فالمصادر الخارجية للميثان مستبعدة.
لذا فقد رجح العلماء وجود نوع من البكتريا موجودة تحت السطح تقوم بتفاعل أول أكسيد الكربون مع الماء ليعطي جزيئة ميثان.
أما على تيتان و هو تابع لزحل، و قد تشكل من سديم فرعي لزحل الذي يحتوي غلافه الجوي على كميات كبيرة من الميثان، لكن من المرجح أن الميثان على تيتان ليس مصدره زحل، فلم يوجد في غلافه الجوي على غازات الكريبتون و الزينون (غازات نبيلة) فلو أن اللبنات الأولية الكوكبية التي كونت تيتان فيجب على الأغلب أن تجلب معها هذه الغازات.
لذلك فإن مصدر الميثان على تيتان غامض مثله كالمريخ، و مع ذلك فقد فرض العلماء أن تيتان أمكنه الاحتفاظ بمحيط جوفي سائل و الأمونيا الذائبة التي تعمل كمضاد للتجمد، قد ساعدت على حفظه من التحول للحالة الصلبة و يبلغ المحيط 100 كم تحت السطح و يراوح مابين 300-400 كم .

و في الماضي عمل تحلل العناصر المشعة و الحرارة المتخلفة عن تكون تيتان على إذابة كامل الجسم الثلجي تقريبا، لذا امتد هذا المحيط قاطعا جميع الطرق إلى أسفل النواة الصخرية.
و في هذه الظروف تطلق التفاعلات بين الماء و الصخر غاز الهيدروجين الذي يتفاعل من ثم مع ثنائي أكسيد الكربون، منتجا الميثان.
أما عم فرضية الإنتاج البيولوجي للميثان، فقد رأى العلماء أن الأستيلينc2h2 و الهيدروجينh2 يمكن أن يكونا كعناصر مغذية لتكون الميثانوجينات حتى عند أقصى برودة لسطح تيتان.
و عمليا حتى يصبح هذا القمر صالحا للاستيطان فيحتاج لكثير من الدراسات، فهو يستقبل مايكفي من ضوء الشمس ليحول النيتروجين و الميثان إلى جزيئات تبشر بنشوء الأحياء، فالمنقوع الجوفي من الماء و الأمونيا مع بعض الميثان و بعض الهيدروكربونات يمكن أن تكون بيئة صديقة لتكون جزيئات معقدة أو حتى أعضاء حية. و في الماضي البعيد حينما كان تيتان يبرد فإنه من الممكن حينذاك أن يكون الماء
السائل قد غمر سطح هذا القمر.
لكن هناك عائق لنشوء حياة بيولوجية على تيتان، حيث أن الحياة البشرية قد احتاجت الكربون 12(العدد الذري للكربون) الذي يتطلب طاقة ترابط أقل من كربون 13. فحينما تتحد الحموض الأمينية فإن البروتينات الناتجة تبدي عدم كفاءة ملحوظة في حالة النظائر الأكثر ثقلا. و تحتوي الأرض ما يفوق 92 مرة ما تحويه من كربون 13.
بينما وجد على تيتان نسبة 82.2 من كربون12 و هذه النتيجة تقف بشدة ضد وجود حياة عليها، أو أقله فإن الحياة على تيتان قد تكون مغايرة أو مختلفة عما هي على الأرض.
بينما على المريخ لم يقاس أي نسبة لوجود نظير الكربون عليه، و يعتقد أن يكون الكربون 13 الموجود في الميثان بتراكيز ضئيلة في غلاف المريخ، و هذا ما سوف يدرسه التابع الفضائي msl لناسا المخطط وصوله للمريخ سنة 2010 و مهمته قياسات دقيقة لنظائر الكربون في الميثان و ربما مواد عضوية أخرى