Łazik Curiosity przeprowadza inwentaryzację głównych elementów życia na Marsie

Wykorzystując dane z łazika Curiosity NASA, naukowcy po raz pierwszy zmierzyli całkowity węgiel organiczny – kluczowy składnik cząsteczek życia – w skałach marsjańskich.

„całość węgiel organiczny To jeden z wielu pomiarów [or indices] To pomaga nam zrozumieć, ile materiału jest dostępne jako półprodukty dla chemii prebiotycznej i prawdopodobnie biologii, powiedziała Jennifer Stern z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. „Znaleźliśmy co najmniej 200 do 273 części węgla organicznego na milion. Jest to ilość porównywalna lub nawet większa niż ilość znaleziona w skałach w bardzo starych miejscach na Ziemi, takich jak części pustyni Atakama w Ameryce Południowej i nie tylko. niż wykryto w meteorytach marsjańskich”.

Węgiel organiczny to węgiel związany z atomem wodoru. Jest podstawą cząsteczek organicznych, które są tworzone i wykorzystywane przez wszystkie znane formy życia. Jednak węgiel organiczny na Marsie nie dowodzi, że tam istnieje życie, ponieważ może również pochodzić ze źródeł nieożywionych, takich jak meteoryty i wulkany, lub powstawać w wyniku interakcji powierzchniowych. Węgiel organiczny był znajdowany na Marsie już wcześniej, ale poprzednie pomiary dostarczyły tylko informacji o określonych związkach lub reprezentowały pomiary, które wychwytują tylko część węgla w skałach. Nowy pomiar podaje całkowitą ilość węgla organicznego w tych skałach.

Chociaż powierzchnia Marsa jest obecnie niegościnna dla życia, istnieją dowody na to, że miliardy lat temu klimat był bardziej podobny do Ziemi, z gęstą atmosferą i płynną wodą wpływającą do rzek i mórz. Ponieważ woda w stanie ciekłym jest niezbędna do życia w naszym rozumieniu, naukowcy są przekonani, że życie na Marsie, jeśli pewnego dnia wyewoluuje, może być podtrzymywane przez kluczowe składniki, takie jak węgiel organiczny, jeśli jest obecny w wystarczającej ilości.

Curiosity rozwija dziedzinę astrobiologii poprzez badanie możliwości zamieszkania na Marsie oraz badanie jego klimatu i geologii. Łazik wywiercił próbki skały glinianej sprzed 3,5 miliarda lat w formacji Yellowknife Bay w kraterze Gale, miejscu starożytnego jeziora na Marsie. Mułowiec w kraterze Gale uformował się jako bardzo drobne osady (z fizycznego i chemicznego wietrzenia skał magmowych) w wodzie, która osiadła na dnie jeziora i została zakopana. Węgiel organiczny był częścią tego materiału i został włączony do iłowca. Oprócz wody w stanie ciekłym i węgla organicznego, krater Gale miał inne warunki sprzyjające życiu, takie jak źródła energii chemicznej, niska kwasowość i inne pierwiastki niezbędne dla biologii, takie jak tlen, azot i siarka. powiedział Stern, główny autor artykułu na temat tego badania opublikowanego 27 czerwca w: Materiały Narodowej Akademii Nauk.

Aby dokonać pomiaru, Curiosity przekazał próbkę do przyrządu Sample Analysis at Mars (SAM), w którym piec ogrzewał mączkę skalną do coraz wyższych temperatur. W tym eksperymencie wykorzystano tlen i ciepło do przekształcenia węgla organicznego w Dwutlenek węgla (Ko₂), którego ilość mierzy się, aby uzyskać ilość węgla organicznego w skałach. Dodatek tlenu i ciepła pozwala cząsteczkom węgla rozkładać się i reagować z tlenem, tworząc dwutlenek węgla₂. Część węgla jest uwięziona w minerałach, więc piec podgrzewa próbkę do bardzo wysokich temperatur, aby rozłożyć te minerały i uwolnić węgiel, aby przekształcić go w dwutlenek węgla.₂. Eksperyment przeprowadzono w 2014 roku, ale wymagał lat analizy, aby zrozumieć dane i umieścić wyniki w kontekście innych odkryć ekspedycji w kraterze Gale. Eksperyment zasobożerny przeprowadzono tylko raz w ciągu 10 lat Curiosity na Marsie.

Proces ten umożliwił również SAM pomiar stosunków izotopów węgla, co pomaga zrozumieć, skąd pochodzi węgiel. Izotopy są kopiami pierwiastka o nieco innej masie (masie) ze względu na obecność jednego lub więcej dodatkowych neutronów w centrum (jądrze) jego atomów. Na przykład węgiel 12 ma sześć neutronów, podczas gdy cięższy węgiel 13 ma siedem neutronów. Ponieważ cięższe izotopy reagują nieco wolniej niż lżejsze, węgiel z życia jest bogatszy w węgiel 12. „W tym przypadku skład izotopowy może nam tylko powiedzieć, jaka część całkowitego węgla reprezentuje węgiel organiczny, a jaka jest to węgiel metaliczny część. „Chociaż biologii nie można całkowicie wykluczyć, izotopy nie mogą być tak naprawdę wykorzystywane do potwierdzania biologicznego pochodzenia tego węgla, ponieważ zakres ten pokrywa się z (wulkanicznym) węglem i materią organiczną meteorytu, która prawdopodobnie jest źródłem tego węgla organicznego. ”