Чи було життя на Марсі? Недавно виявлений вуглець дає підказки

Аналіз ізотопів вуглецю у зразках осаду, взятих з пів дюжини місць, дає дослідникам три правдоподібні пояснення походження вуглецю — космічний пил, ультрафіолетове розкладання вуглекислого газу або УФ-розкладання біологічно виробленого метану.

Про це розповідають в Університеті штату Пенсільванія, передають OstanniPodii.com.

У своїй статті, опублікованій 17 січня в журналі “Праці Національної академії наук” (PNAS), дослідники відзначають: “всі три ці сценарії є нетрадиційними, на відміну від процесів, поширених на Землі”.

Колообіг вуглецю

Вуглець має два стабільні ізотопи — 12 і 13. Вивчаючи кількість кожного з них у речовині, дослідники можуть визначити особливості колообігу вуглецю, який відбувався, навіть якщо він стався дуже давно.

«Кількість вуглецю-12 та вуглецю-13 у нашій Сонячній системі відповідає тій кількості, яка існувала під час формування Сонячної системи», — сказав Крістофер Х. Хаус, професор геонаук Університету штату Пенсільванія. «Обидва існують у всьому, але оскільки вуглець-12 реагує швидше, ніж вуглець-13, дивлячись на відносні кількості кожного з них у зразках, можна виявити колообіг вуглецю».

Місія Curiosity останні дев'ять років досліджувала область кратера Гейла, яка має оголені шари стародавньої породи. Марсохід пробурив поверхню цих шарів і витягнув зразки з похованих осадових шарів. Curiosity нагрів зразки за відсутності кисню для відокремлення хімічних речовин. Спектрографічний аналіз частини відновленого вуглецю, отриманого в результаті цього піролізу, показав широкий діапазон кількостей вуглецю-12 і вуглецю-13 залежно від того, де або коли утворився вихідний зразок. Частина вуглецю була надзвичайно збіднена вуглецем-13, тоді як інші зразки вуглецю були збагачені.

«Зразки, надзвичайно збіднені вуглецем-13, дещо нагадують зразки з Австралії, взяті з осаду, вік якого складає 2,7 мільярда років», – сказав Хаус. «Ці зразки були обумовлені біологічною активністю, коли метан споживався древніми мікробними матами, але ми не можемо сказати, що це обов’язково мало бути на Марсі, тому що це планета, яка, можливо, сформувалася з інших матеріалів і процесів, ніж Земля ».

Свердловина Хайфілд на хребті Віри Рубін. Буровий порошок з цього отвору показав значення ізотопів вуглецю, що вказують на колообіг вуглецю, який включає або життя під поверхнею, інтенсивне УФ-випромінювання, що проникає в атмосферу, або міжзоряний пил. Зображення було зроблено апаратом Mars Hand Lens Imager на 2247 сол. Credit: NASA/Caltech-JPL/MSSS.

Три можливі пояснення

Дослідники пропонують три варіанти пояснення винятково збіднених зразків — космічну пилову хмару, ультрафіолетове випромінювання, що розщеплює вуглекислий газ, або ультрафіолетове розкладання біологічно створеного метану.

За словами Хауса, кожні пару сотень мільйонів років Сонячна система проходить крізь галактичну молекулярну хмару.

«У ній не так багато пилу», — каже Хаус. «Важко побачити будь-яку з цих подій відкладення у земних записах».

Для створення шару, з якого Curiosity зміг відібрати зразок, галактична пилова хмара спершу мала б знизити температуру на Марсі, який все ще містив воду, та створити льодовики. Пил осідав би поверх льоду, а потім мав би залишатися на місці після танення льодовика, залишаючи шар бруду зі вмістом вуглецю.

Поки що є обмежені докази існування минулих льодовиків у кратері Гейла на Марсі. За словами вчених, «це пояснення правдоподібне, але воно потребує додаткових досліджень».

Другим можливим поясненням меншої кількості вуглецю-13 є ультрафіолетове перетворення вуглекислого газу в органічні сполуки, такі як формальдегід.

«Існують роботи, які передбачають, що ультрафіолетові промені можуть викликати цей тип фракціонування», — каже Хаус. «Однак нам потрібно більше експериментальних результатів, які показують фракціонування таких розмірів, щоб ми могли виключити або виключити це пояснення».

Третій можливий спосіб одержання збіднених вуглецем-13 зразків має біологічну основу.

На Землі сигнатура палеоповерхні, сильно збіднена вуглецем-13, вказує на те, що мікроби у минулому споживали метан, вироблений мікроорганізмами. На стародавньому Марсі могли були великі шлейфи метану, що викидалися з надр, де виробництво метану було б енергетично сприятливим. Потім вивільнений метан мав би або споживався мікробами поверхні, або вступати в реакцію з ультрафіолетовим світлом та осідати безпосередньо на поверхні.

Однак, за словами дослідників, наразі немає осадових свідчень існування поверхневих мікробів на минулому ландшафті Марсі, і тому біологічне пояснення, висвітлене в роботі, спирається на використання ультрафіолетового світла для розміщення сигналу вуглецю-13 на ґрунті.

Потрібно більше даних

«Всі три варіанти вказують на незвичайний колообіг вуглецю, не схожий ні на що на Землі сьогодні», — каже Хаус. «Але нам потрібно більше даних, щоб з’ясувати, який з них є правильним поясненням. Було б непогано, якби марсохід виявив великий метановий шлейф та виміряв ізотопи вуглецю, але хоча метанові шлейфи існують, більшість із них невеликі, і жоден марсохід не відібрав жодного достатньо великого зразка, придатного для вимірювання ізотопів».

Хаус також зазначає, що знаходження залишків мікробних матів або свідчень льодовикових відкладень також може трохи прояснити ситуацію.

«Ми обережно ставимося до нашої інтерпретації, яка є найкращим курсом для вивчення іншого світу», — сказав Хаус.

Curiosity все ще збирає та аналізує зразки та приблизно через місяць повернеться на педимент, де знайшов деякі зразки з цього дослідження.

«Це дослідження досягло давньої мети у вивченні Марса», — сказав Хаус. «Виміряти різні ізотопи вуглецю — одного з найважливіших геологічних інструментів — з осаду в іншому придатному для життя світі, і зробити це, з огляду на 9 років досліджень».

Крім Університету штату Пенсільванія, участь у дослідженні брали співробітники Лабораторії реактивного руху НАСА, Центру космічних польотів НАСА ім. Годдарда, Мічиганського університету, Інституту наук Карнегі, Джорджтаунського університету.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.