Curiosity обнаружил на Марсе потенциально биологически произведенный углерод

20:05 02/02/2022

1 👁 757

Credit: NASA, JPL

Марсоход NASA Curiosity, который исследовал кратер Гейла и склоны горы Шарп (Aeolis Mons) с 2012 года, обнаружил важную углеродную сигнатуру в образцах, собранных с использованием набора исследовательских инструментов. Образцы имеют богатую углеродную сигнатуру, связанную с биологическими процессами на Земле.

Ученые смогли обнаружить сигнатуру в образцах, проанализированных с помощью инструментов TLS (Tunable Laser Spectrometer) и SAM (Sample Analysis at Mars).

Хотя обнаружение этой углеродной сигнатуры интригует, оно не указывает напрямую на древнюю жизнь на Красной планете. Ученые команды Curiosity еще не нашли убедительных доказательств, подтверждающих существование древней или современной жизни на Марсе.

“Мы находим на Марсе заманчиво интересные вещи, но нам действительно нужно больше доказательств, чтобы сказать, что мы идентифицировали жизнь”, — сказал Пол Махаффи, бывший сотрудник команды SAM в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА.

“Итак, мы смотрим, что еще могло вызвать углеродную сигнатуру, которую мы наблюдаем, если не жизнь”.

Лаборатория приборов SAM Curiosity состоит из пяти основных компонентов: газового хроматографа, масс-спектрометра, перестраиваемого лазерного спектрометра, системы манипулирования образцами и печей ( gas chromatograph, a mass spectrometer, a Tunable Laser Spectrometer, a Sample Manipulation System, and ovens.)

Для этого конкретного исследования Кристофер Хаус из Пенсильванского государственного университета возглавил команду, которая использовала 24 различных образца, собранных Curiosity во время его пребывания в кратере Гейла . Каждый образец был взят из пяти геологически различных регионов, где хорошо сохранились древние поверхности. Каждый образец был помещен в печи SAM, где они были нагреты примерно до 850° по Цельсию. Как только эти газы достигли приборов, Tunable Laser Spectrometer изучил изотопы некоторого количества углерода, выделившегося из образцов.

Curiosity — первый марсоход, способный интерпретировать и изучать изотопы углерода непосредственно на поверхности Марса.

Но почему углерод так важен?

Углерод обычно считается одним из самых, если не самым важным элементом в жизни, как это понимается в настоящее время и известно, что он эволюционировал. Углерод также постоянно окружает нас в воздухе, воде и земле.

Понимание углерода и его характеристик на Марсе может иметь решающее значение для поиска жизни на Красной планете и в других местах по всей Солнечной системе — например, на некоторых спутниках Юпитера и Сатурна .

Углеродные сигнатуры состоят из нескольких различных типов атомов, которые различаются по размеру и весу. Живые существа на Земле используют атом углерода-12 для метаболизма питательных веществ и/или фотосинтеза вместо более крупного и тяжелого атома углерода-13.

Если астробиологи и исследователи смогут определить типы атомов углерода, присутствующие в образцах, которые имеют углеродные сигнатуры, они смогут лучше понять, каким условиям подвергался образец до того, как его нашел марсоход. Например, если будет обнаружено большое количество атомов углерода-12, это может означать, что сигнатуры связаны с химией, связанной с жизнью, если это подтверждают другие экологические доказательства.

Кроме того, исследование и понимание соотношения между типами атомов углерода, присутствующими в углеродной сигнатуре, дает представление о типе жизни, которая могла существовать, и о среде, в которой она жила.  Исследователи обнаружили, что примерно половина из 24 образцов содержала большое количество атомов углерода-12 — потенциально ошеломляющее открытие, учитывая связь углерода-12 с жизнью на Земле. Измеренное количество углерода-12 немного больше, чем то, что было измерено ранее в других образцах марсианской атмосферы и метеоритах.

Но жизнь не может быть ответом на это большое количество углерода-12, обнаруженное с помощью Curiosity.«На Земле процессы, которые производят углеродный сигнал, который мы обнаруживаем на Марсе, являются биологическими. Мы должны понять, работает ли то же самое объяснение для Марса, или есть другие объяснения, потому что Марс очень отличается», — сказал Хаус.

Марс, вероятно, образовался из другой смеси изотопов углерода, чем Земля. Но исследователи и планетологи все еще пытаются понять, как происходит круговорот углерода и других элементов на Марсе, и это включает в себя попытки понять точные соотношения изотопов и то, что именно привело к образованию определенных атомов и элементов на Марсе в прошлом.

Биологическая гипотеза основана на жизни на Земле, и исследователи предполагают, что древние бактерии на поверхности Марса могли производить уникальную углеродную сигнатуру, когда они выпускали метан в атмосферу. Оттуда ультрафиолетовый свет мог преобразовать газообразный метан в более крупные сложные молекулы, которые затем могли попасть дождем на поверхность, где они все еще могли бы сохраняться с помощью уникальной углеродной сигнатуры, выделяемой бактериями.

Первая из двух небиологических гипотез предполагает, что углеродная сигнатура в образцах может быть результатом взаимодействия между ультрафиолетовым светом и газообразным углекислым газом в марсианской атмосфере, что приводит к образованию новых углеродсодержащих молекул. Эти новые молекулы позже осели бы на поверхности Марса.

Вторая небиологическая гипотеза предполагает, что углеродная сигнатура является результатом остаточного углерода с того времени, когда Солнечная система могла пройти через гигантское молекулярное облако, богатое типом углерода, обнаруженным в образцах Curiosity. Считается, что этот проход через молекулярное облако, богатое углеродом, произошел сотни миллионов лет назад.

Исследование было опубликовано в январском номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences за 2022 год.

Haygen Warren

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤