Была ли жизнь на Марсе? Недавно обнаруженный углерод дает подсказки

Анализ изотопов углерода в образцах отложений, взятых с полдюжины мест, дает исследователям три правдоподобных объяснения происхождения углерода – космическую пыль, ультрафиолетовое разложение углекислого газа или УФ-разложение биологически производимого метана.

Об этом рассказывают в Университете штата Пенсильвания, передают OstanniPodii.com.

В своей статье, опубликованной 17 января в журнале "Труды Национальной академии наук" (PNAS), исследователи отмечают: «все три этих сценария нетрадиционны, в отличие от процессов, распространенных на Земле».

Круговорот углерода

Углерод имеет два стабильных изотопа — 12 и 13. Изучая количество каждого из них в веществе, исследователи могут определить особенности происходившего круговорота углерода, даже если он произошел очень давно.

Новости по подобной теме:

		Вода на ледяном Марсе могла течь из-за коллапса углекислого газа
		Ученые указали на место на Марсе, где потенциально может существовать жизнь
		На Марсе найден камень со странным узором

«Количество углерода-12 и углерода-13 в нашей Солнечной системе соответствует тому количеству, которое существовало при формировании Солнечной системы», — сказал Кристофер Х. Хаус, профессор геонаук Университета штата Пенсильвания. «Оба существуют во всем, но поскольку углерод-12 реагирует быстрее, чем углерод-13, глядя на относительное количество каждого из них в образцах, можно обнаружить круговорот углерода».

Миссия Curiosity в последние девять лет исследовала область кратера Гейла, имеющую обнаженные слои древней породы. Марсоход пробурил поверхность этих слоев и вытащил образцы из погребенных осадочных слоев. Curiosity нагрел образцы в отсутствие кислорода для отделения химических веществ. Спектрографический анализ части восстановленного углерода, полученного в результате этого пиролиза, показал широкий диапазон количеств углерода-12 и углерода-13 в зависимости от того, где или когда образовался исходный образец. Часть углерода была чрезвычайно обеднена углеродом-13, в то время как другие образцы углерода были обогащены.

«Образцы, чрезвычайно обедненные углеродом-13, напоминают образцы из Австралии, взятые из отложений, возраст которого составляет 2,7 миллиарда лет», – сказал Хаус. Эти образцы были обусловлены биологической активностью, когда метан потреблялся древними микробными матами, но мы не можем сказать, что это обязательно должно было быть на Марсе, потому что это планета, которая, возможно, сформировалась из других материалов и процессов, чем Земля ».

Скважина Хайфилда на хребте Веры Рубин. Буровой порошок из этого отверстия показал значение изотопов углерода, указывающих на круговорот углерода, включающий либо жизнь под поверхностью, интенсивное УФ-излучение, проникающее в атмосферу, либо межзвездную пыль. Изображение было сделано аппаратом Mars Hand Lens Imager на 2247 сол. Credit: NASA/Caltech-JPL/MSSS.

Три возможных объяснения

Исследователи предлагают три варианта объяснения исключительно обедненных образцов — космическое пылевое облако, расщепляющее углекислый газ ультрафиолетовое излучение или ультрафиолетовое разложение биологически созданного метана.

По словам Хауса, каждые пару сотен миллионов лет Солнечная система проходит сквозь галактическое молекулярное облако.

«В нем не так много пыли», - говорит Хаус. «Трудно увидеть любое из этих событий в земных записях».

Для создания слоя, из которого Curiosity смог отобрать образец, галактическое пылевое облако сначала должно было бы снизить температуру на Марсе, который все еще содержал воду, и создать ледники. Пыль оседала бы поверх льда, а затем должна оставаться на месте после таяния ледника, оставляя слой грязи с содержанием углерода.

Пока есть ограниченные доказательства существования прошлых ледников в кратере Гейла на Марсе. По словам ученых, «это объяснение правдоподобно, но оно нуждается в дополнительных исследованиях».

Вторым возможным объяснением меньшего количества углерода-13 является ультрафиолетовое превращение углекислого газа в органические соединения, такие как формальдегид.

«Существуют работы, которые предполагают, что ультрафиолетовые лучи могут вызвать этот тип фракционирования», - говорит Хаус. «Однако нам нужно больше экспериментальных результатов, показывающих фракционирование таких размеров, чтобы мы могли исключить или исключить это объяснение».

Третий возможный способ получения обедненных углеродом-13 образцов имеет биологическую основу.

На Земле сигнатура палеоповерхности, сильно обедненная углеродом-13, указывает на то, что микробы в прошлом потребляли метан, производимый микроорганизмами. На древнем Марсе могли быть большие шлейфы метана, выбрасываемые из недр, где производство метана было бы энергетически благоприятным. Затем освобожденный метан должен либо потреблялся микробами поверхности, либо вступать в реакцию с ультрафиолетовым светом и оседать непосредственно на поверхности.

Однако, по словам исследователей, пока нет осадочных свидетельств существования поверхностных микробов на прошлом ландшафте Марси, и потому биологическое объяснение, освещенное в работе, опирается на использование ультрафиолетового света для размещения сигнала углерода-13 на почве.

Требуется больше данных

«Все три варианта указывают на необычный круговорот углерода, непохожий ни на что на Земле сегодня», — говорит Хаус. «Но нам нужно больше данных, чтобы выяснить, какой из них является правильным объяснением. Было бы неплохо, если бы марсоход обнаружил большой метановый шлейф и измерил изотопы углерода, но хотя метановые шлейфы существуют, большинство из них невелики, и ни один марсоход не отобрал достаточно большого образца, пригодного для измерения изотопов».

Хаус также отмечает, что обнаружение остатков микробных матов или показаний ледниковых отложений также может немного прояснить ситуацию.

«Мы осторожно относимся к нашей интерпретации, являющейся лучшим курсом для изучения другого мира», — сказал Хаус.

Curiosity все еще собирает и анализирует образцы и приблизительно через месяц вернется на педимент, где нашел некоторые образцы из этого исследования.

«Это исследование достигло древней цели в изучении Марса», - сказал Хаус. «Измерить разные изотопы углерода – одного из важнейших геологических инструментов – из отложений в другом пригодном для жизни мире, и сделать это, учитывая 9 лет исследований».

Помимо Университета штата Пенсильвания, участие в исследовании принимали сотрудники Лаборатории реактивного движения НАСА, Центра космических полетов НАСА им. Годдарда, Мичиганского университета, Института наук Карнеги, Джорджтаунского университета.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Марс