Кьюриосити обнаружил углеродную сигнатуру на Марсе

Проанализировав порошкообразные образцы пород, собранные на поверхности Марса ровером Кьюриосити, учёные объявили, что некоторые из образцов богаты углеродом определённого типа, который на Земле связан с биологическими процессами.

Хотя это открытие является интригующим, оно не обязательно указывает на существование на Марсе жизни в прошлом, поскольку учёные ещё не имеют убедительных доказательств наличия древней или современной биологической активности, таких как осадочные породы, образованные древними бактериями, или разнообразие сложных органических молекул, являющихся продуктом жизнедеятельности организмов.

По мнению Пола Махаффи, который был главным исследователем в химической лаборатории по анализу образцов с Марса, необходимо выявить и другие причины образования углеродной сигнатуры, помимо деятельности живых организмов.

В отчете о результатах, опубликованном 18 января в журнале "Материалы Национальной Акадекии наук" (Proceedings of the National Academy of Sciences), учёные из проекта Кьюриосити предлагают несколько объяснений наличия необычных сигнатур углерода.
Их гипотезы частично основаны на углеродных сигнатурах Земли, но учёные предупреждают, что эти две планеты настолько разные, что не стоит делать окончательные выводы только на основе земных примеров.

"Самое сложное - это "отпустить" Землю и избавиться от имеющихся предубеждений, чтобы реально попытаться проникнуть в основы химических, физических и экологических процессов на Марсе, - говорит астробиолог из Центра космических полётов имени Годдарда Дженнифер Л. Эйгенброуд, участник данного исследования, которая ранее возглавляла международную группу учёных проекта Кьюриосити, обнаруживших множество органических углеродосодержащих молекул на поверхности Марса.
"Нам необходимо освободить свой разум и мыслить нестандартно", - добавила она.

Биологическое объяснение, которое учёные представили в своей статье, базируется на аналогии с земной жизнью.
Оно связано с древними бактериями на поверхности Красной планеты, которые производили уникальную углеродную сигнатуру, выделяя метан в атмосферу, где ультрафиолетовое излучение превращало этот газ в более крупные и сложные молекулы. Они оседали на поверхность и сохранились в марсианских породах с отчётливой углеродной сигнатурой.

Две другие гипотезы предлагают небиологические объяснения.
Одна из них предполагает, что углеродная сигнатура могла возникнуть в результате взаимодействия ультрафиолетового света с углекислым газом в атмосфере Марса, в результате чего образовались новые углеродсодержащие молекулы, осевшие на поверхность.
Другая же гипотеза предполагает, что углерод мог остаться после редкого события, произошедшего сотни миллионов лет назад, когда Солнечная система прошла сквозь гигантское молекулярное облако, богатое обнаруженным типом углерода.

"Все три объяснения соответствуют полученным данным, - сообщает Кристофер Хаус, учёный из университета Пенсильвании, руководитель исследования. - Нам необходимо больше данных, чтобы исключить некоторые из них".

Для анализа углерода на поверхности Марса команда Хауса использовала управляемый лазерный спектрометр (TLS), установленный на борту Кьюриосити и являющийся рабочим инструментом лаборатории для анализа образцов марсианских пород (SAM), которая также встроена в марсоход.
С помощью SAM был осуществлён нагрев 24 образцов из геологически различных мест в кратере Гейла примерно до 850 градусов по Цельсию, чтобы выпустить из них все газы. Затем TLS произвёл замеры изотопов восстановленного углерода, высвобожденного в процессе нагревания.
Изотопы - это атомы элемента с различной массой, которая зависит от количества нейтронов, играющие важную роль в понимании химической и биологической эволюции планет.

Углерод особенно важен, поскольку этот элемент присутствует во всех формах жизни на Земле; он непрерывно циркулирует в воздухе, воде и земле, во всей земной природе, и его круговорот хорошо изучен благодаря изотопным измерениям.

Например, в процессе метаболизма или фотосинтеза живых существ на Земле используются атомы углерода-12, а не его более тяжёлый изотоп.
Таким образом, наличие в древних породах значительно большего количества углерода-12 по сравнению с углеродом-13 позволяет сделать предположение о признаках химии, связанной с жизнью.
Анализ соотношения этих двух изотопов углерода помогает определить тип предполагаемой жизни и среду её обитания.

Исследователи из проекта Кьюриосити обнаружили, что почти половина марсианских образцов содержала удивительно большое количество углерода-12 по сравнению с атмосферой Марса и метеоритами, найденными на Земле.
Исследователи сообщают, что эти образцы были взяты из пяти различных мест в кратере Гейла, и это может означать, что все эти участки поверхности имеют хорошо сохранившиеся древние породы.

Уникальность Марса в том, что при его формировании 4,5 миллиарда лет назад, вероятно, доминировало другое сочетание изотопов углерода, чем на Земле.
Марс холоднее, имеет меньший размер, более слабую гравитацию, а в его атмосфере содержится другое сочетание газов.
Кроме того, углерод на Марсе может циркулировать без участия какой-либо жизни.

Как отметил Эндрю Стил, участник проекта Кьюриосити из Научного института Карнеги, сейчас учёные пытаются понять, как происходит круговорот углерода на Марсе и, следовательно, как интерпретировать соотношения изотопов и процессы небиологического характера, которые могли бы привести к подобным соотношениям.

Кьюриосити, который прибыл на Красную планету в 2012 году, является первым марсоходом, оснащённым специальными инструментами для исследования изотопов углерода на поверхности планеты.
Другими миссиями была собрана информация о сигнатурах изотопов в атмосфере Марса. Кроме того, учёные исследовали соотношение изотопов в метеоритах, найденных на Земле.

"Определение углеродного цикла на Марсе абсолютно необходимо для понимания, может ли жизнь быть его частью, - говорит Стил. - Мы уже выяснили это на Земле, но на Марсе мы только в начале пути".

Учёные из проекта Кьюриосити продолжают собирать данные об изотопах углерода, чтобы сравнить их с данными из других мест, предположительно содержащих на поверхности хорошо сохранившиеся древние породы.
Чтобы дополнительно проверить биологическую гипотезу о метан-продуцирующих микроорганизмах, команда Кьюриосити собирается проанализировать содержание углерода в метановых шлейфах, исходящих с поверхности.
Марсоход неожиданно встретил такой шлейф в 2019 году, но невозможно предсказать, произойдет ли это вновь.

В любом случае, это исследование содержит рекомендации для команды учёных, работающих с данными, которые поступают от другого марсохода - Персеверанс.
Рекомендации связаны со сбором образцов определённого типа, чтобы подтвердить наличие углеродной сигнатуры и определить, имеет ли она связь с жизнью.
Марсоход Персеверанс занят сбором образцов в марсианском кратере Езеро для возможной доставки их на Землю в будущем.



На изображении показан ландшафт песчаниковой формации Стимсон в кратере Гейла, где Кьюриосити взял образец, обогащённый углеродом-12.



Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ goddard/ 2022/ nasa-s-curiosity- rover-measures-intriguing- carbon-signature-on-mars/


Рецензии
Возможно углеродная сигнатура имеет абиогенное происхождение. Нечто подобное было на Земле, в момент зарождения гетеротрофных организмов.

Но для будущей колонизации важнее нитраты, тоже обнаруженные на Марсе.

Евгений Садков   20.02.2022 09:48     Заявить о нарушении
Большое спасибо за отклик, Евгений!
Вы правы.
С уважением,

Анна Филимонова   20.02.2022 11:44   Заявить о нарушении
А есть ли жизнь на Земле?

Юлюбарский   11.03.2022 18:00   Заявить о нарушении
По данным приборов станции Марс-1 которые испытывались в Казахстанской пустыне неподалёку от космодрома Байконур в 1962 году, на Земле "жизни нет":-))))

Наташа Собина   12.11.2023 08:31   Заявить о нарушении
На это произведение написаны 3 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.