Metan i ostale organske tvari na Marsu

Rover Curiosity otkrio je organske molekule u drevnim stijenama na Marsu.

Znatiželja radi probnu vježbu na mjestu Mojave. Kemijski testovi otkrivaju da uzorci s mjesta bušenja Mojave i Confidence Hills sadrže organske molekule.
NASA / JPL-Caltech

Planetarno istraživanje može biti dugačak, teški slog, prepun otkrića kojima je potrebno zajedničko tkanje. Otkako je sletio na Mars 2012. godine, NASA-in Mars istraživački laboratorij rover Curiosity otkrio je gline, sedimentne stijene formirane u potocima i dokaze da su jezero i životni uvjeti postojali prije nekih pola milijarde godina u Gale Crateru. Rover je također otkrio nagovještaje o sezonskom ciklusu metana.

Ali znanstvenici su također željeli nešto drugo iz znatiželje: uvjerljivi dokazi o više vrsta organskih spojeva . Organske su tvari koje sadrže ugljik i vodik - što opisuje ogromnu većinu molekula koje sadrže ugljik (uključujući metan, najjednostavniji organski). Organske pojave se pojavljuju na svim mjestima Sunčevog sustava, od kometa i meteorita do Saturnovog mjeseca Titan. Unatoč provokativnom imenu, ne moraju ih stvarati život; stvaraju ih i abiotski procesi. Ali život ih čini i koristi neke od njih, uključujući šećere i aminokiseline. Tako se pretraživanja izvanzemaljskog života, bilo da postojećih ili izumrlih, često usredotočuju na organske organe.

U časopisu Science 8. lipnja, članovi tima Curiosity izvještavaju o konačnom otkrivanju sezonskog ciklusa metana i prisutnosti nekoliko organskih spojeva u drevnim muljevitim kamenima. Nijedno od toga ne znači da smo pronašli marsovski život, ali oni postavljaju pitanje postoji li ikad razumnije pitanje.

Studije su koristile različite instrumente unutar Curiosityjeve analize uzorka na Marsu (SAM), laboratorijskog paketa veličine mikrovalne pećnice koji čini veliki komad tijela rovera. (Detaljno objašnjenje SAM-a možete pronaći u ovom blogu Emily Lakdawalla za 2012. godinu.) Za istraživanje o blatovodu, Jennifer Eigenbrode (NASA Goddard) i njegove kolege zagrijavale su kameni prah do neizmjerno visokih temperatura - gotovo 900 ° C ili 1.600 ° F. Izlazeći na tako visokim temperaturama, tim je izbjegao dvosmislenost rezultata iz 2015. godine koji su pronašli organske tvari nastale interakcijom s gadnom soli perklorata na površini Marsovca, umjesto da jasno identificiraju ono što je izvorno bilo u stijeni.

Ova ilustracija prikazuje razinu metana koju je otkrio Curiosity (točke), zajedno s načinima na koje će plin odozdo moći proći do Marsovske površine. Potencijalni izvori metana uključuju metanogenezu pomoću mikroba, ultraljubičastu degradaciju organskih materija ili kemiju vodenih stijena. Metan bi mogao biti kasnije uništen atmosferskom fotokemijom ili reakcijama na površini, kao primjeri. Sezoni se odnose na sjevernu hemisferu.
NASA / JPL-Caltech

Kako se praškasti blatni kamen zagrijava, stvaraju se plinovi, bilo zato što molekule u stijeni prolaze kemijske reakcije ili zato što se razgrađuju. Ti plinovi putuju nizvodno i ioniziraju se, njuše i za određivanje njihove molekularne mase i specifične komponente, otkrivajući njihov kemijski identitet.

Na temelju tih podataka, istraživači su utvrdili da blatni kameni sadrže organske spojeve načinjene od ugljika, vodika i sumpora. Sumpor bi mogao objasniti zašto su organici u tim uzorcima, koji potječu iz Murray formacije u podnožju Aeolis Mons, manje degradirani od onih u drugim stijenskim ispitivanjima testiranim ranije. Sumpor je osjetljiviji na oksidaciju nego što je ugljik, pa djeluje kao sa pisni element, kaže Eigenbrode, služeći kao kemijska žrtva u oksidacijskom okruženju Mars-a umjesto ugljika. Isti se proces događa na Zemlji, kada prisutnost sumpora štiti naslage ugljena i škriljaca, dodaje ona.

Ako su organski radoznali testovi bili iz života, promijenili su ih jako puno: oni ne pokazuju raznolikost molekula ili strukturnih obrazaca koji se obično biološki stvaraju.

Christopher Webster (NASA Laboratorij za mlazni pogon) i njegovi kolege su u posebnom radu detaljno opisali ciklus metana. Znatiželja je prije otkrila metan, uključujući i zapanjujući skok u 2013. Novi rezultat zasnovan je na detekcijama pomoću dvije metode koje otkrivaju jasan sezonski trend, a vrhunac je imao na sjevernoj hemisferi krajem ljeta. (Gale leži južno od ekvatora.)

U prethodnom su radu planetarni znanstvenici sugerirali da bi metan mogao biti od rušenja krhotina meteorita ultraljubičastim sunčevim svjetlom, što bi bio najvjerojatniji izvor ugljika. Ali ovaj put ekipa kaže da se scenarij ne podudara s razinama koje viđamo. Umjesto toga, istraživači misle da se plin oslobađa iz podzemlja, možda pomoću pukotina u stijeni. U otpuštanju mora biti uključen neki postupak koji se odnosi na temperaturu na površini, ali istraživači mogu reći puno više od toga.

Reference:

Jennifer L. Eigenbrode i sur. Organska materija sačuvana u tri milijarde godina starog blata na Gale Crateru, Mars. Science . 8. lipnja 2018.

Christopher R. Webster i sur. Zaravne razine metana u Mars Atmosferi pokazuju jake sezonske varijacije. Znanost . 8. lipnja 2018.

Inge Loes deset Kate. "Organske molekule na Marsu." Znanost . 8. lipnja 2018. (Perspektivni komad.)

Emily Lakdawalla. "Više nego što ste vjerojatno željeli znati o znatiželjnom instrumentu SAM." Planetarno društvo. 30. studenog 2012.