Phoebe Newman Chociaż obecność związków organicznych na Marsie i pobliskich obszarach została potwierdzona od 2018 r., Nowe eksperymenty na Ziemi wskazują na oszałamiającą serię sygnatur z Mars Sample Analyzer (SAM), które mogą wskazywać na obecność soli organicznych na Marsie. Miejsce krateru Gale w łaziku.
Co więcej, nowe badania przeprowadzone przez zespół kierowany przez JMT Lewisa, organicznego geochemika z Goddard Space Flight Center NASA, wskazują na więcej potencjalnych dowodów na to, że sole organiczne mogą być rozproszone po terenie Marsa. Najtrudniejsze jest ujawnienie ich ostatecznie.
Przez dziesięciolecia naukowcy zakładali, że związki organiczne prawie na pewno zostałyby zachowane do pewnego stopnia wykrywalne w środowisku powierzchniowym Marsa. W 2018 roku Eigenbrode i wsp. Aby ostatecznie udowodnić, że naprawdę tam byli.
W przeciwieństwie do tego, gdyby wszystkie związki organiczne były obecne od razu, ich produkty uboczne – sole organiczne – również by tam były Biorąc pod uwagę trudne środowisko promieniowania Marsa W porównaniu z Ziemią.
Chociaż związki organiczne i sole organiczne mogą powstawać w wyniku obecności organizmów drobnoustrojowych, mogą również powstawać w procesach geologicznych.
Chociaż nie zostało to potwierdzone, sole organiczne byłyby kolejnym dowodem materii organicznej na Marsie, a gdyby nadal istniały, mogłyby dziś wspierać hipotetyczne życie mikrobiologiczne na Marsie, ponieważ niektóre formy życia na Ziemi wykorzystują sól organiczną jako pożywienie / energię.
Kawałek układanki SaltineOsadź tweeta Odkrył, że sole organiczne są bardziej prawdopodobne na powierzchni Marsa i być może uda mi się je odkryć. To chemiczne pozostałości związków organicznych mogą dostarczyć ważnych wskazówek dotyczących obiegu węgla na planecie i możliwości istnienia poprzedniego życia. https://t.co/EaGHUoGqTi pic.twitter.com/nSZVDhewBY
– Łazik Curiosity (MarsCuriosity) 20 maja 2021 r
Analiza potencjalnych odkryć soli organicznej i naziemne prace laboratoryjne przeprowadzone przez Lewisa i in. Skoncentruj się na… – Skoncentruj się na Instrument SAM firmy Curiosity – zestaw łazika chemicznego składający się ze spektrometru mas, chromatografu gazowego i regulowanego spektrofotometru laserowego.
Dla mnie NASASAM został zaprojektowany, aby „zająć się zdolnością Marsa do zamieszkania w teraźniejszości i przeszłości poprzez badanie chemii molekularnej i pierwiastków związanych z życiem. SAM zajmuje się chemią węgla poprzez poszukiwanie związków organicznych, stanu chemicznego lekkich pierwiastków innych niż węgiel i znaczników izotopowych zmiana planetarna. „
W praktyce SAM pobiera próbki wierzchniej warstwy gleby i dołów i umieszcza je w piecu, który jest następnie podgrzewany do około 1000 ° C w celu ekstrakcji gazu. Temperatura, w której gazy są uwalniane z próbki, ujawnia elementy składowe.
Ale jeśli chodzi o sole organiczne, nie jest to takie proste.
„Podczas podgrzewania próbek Marsa istnieje wiele interakcji, które mogą wystąpić między minerałami a materią organiczną, co może utrudnić wyciągnięcie wniosków z naszych eksperymentów, więc nasza praca polega na tym, aby wybrać te interakcje, aby naukowcy mogli przeprowadzić analizy” – powiedział Lewis, autor Główne badanie Opublikowano w Journal of Geophysical Research: Planets.
Krótko mówiąc, trudno jest bezpośrednio wiązać gazy z soli organicznych w nich, ponieważ te rodzaje soli uwalniają proste gazy, które są również uwalniane przez inne typowe składniki gleby marsjańskiej.
Ale dlaczego sole organiczne są tak ważne? Po co próbować dowiedzieć się, czy w ogóle znajduje się w rejestrze Curiosity SAM?
„W naszych wysiłkach zmierzających do scharakteryzowania oryginalnych materiałów organicznych na Marsie musimy poradzić sobie z zapisem przypowierzchniowym, który został znacząco zmieniony przez promieniowanie i utlenianie”, zauważa część wprowadzająca w artykule Lewis i in. „W tych okolicznościach znaczna część organicznych zapisów powierzchniowych na Marsie mogłaby ulec rozkładowi na sole organiczne, co stanowiłoby wyzwanie dla instrumentów latających w celu ich ostatecznej identyfikacji”.
„Gdyby sole organiczne były powszechne na Marsie, ich skład i rozmieszczenie mogłyby zapewnić wgląd w najmniej zmieniony zapis organiczny w głębi, a także mogłyby odgrywać ważną rolę w przypowierzchniowym obiegu węgla i zamieszkiwalności”.
W tym celu ostateczne znalezienie tego – lub przynajmniej zbudowanie argumentu przemawiającego za miejscem, które mogła odkryć marsjańska flota robotów – będzie miało kluczowe znaczenie dla zbudowania solidniejszego zrozumienia ważności Marsa w przeszłości i obecnie.
Więc co zrobili Lewis i inni. Znalazles?
Podobnie jak w przypadku prawdziwych przewidywań, że teraz na Marsie lub w pobliżu powierzchni pojawią się związki organicznePrzez dziesięciolecia naukowcy spekulowali, że te obecnie znane związki organiczne mogą rozpaść się na sole.
Sole te mają większe szanse przetrwania w dużych ilościach niż cząsteczki organiczne, które należą do żywych istot. Więc znalezienie ich jest kluczem.
Ale to prowadzi nas z powrotem do pierwotnego problemu: sole organiczne uwalniają bardzo powszechne gazy pod wpływem temperatury 1000 ° C w SAM. Gdyby sole były już obecne, jak można wskazać na możliwość ich wykrycia w zwykłych gazach?
Strona SAM w Curiosity Rover. (Źródło: Program eksploracji Marsa NASA)
Okazuje się, że odpowiedź jest związana z długotrwałym niepokojem związanym z odkryciem organicznej soli: nadchloranu.
Nadchloran Być Sole zawierają jon ClO4. To jest powszechne na Marsie i Naukowców od dawna interesuje wpływ nadchloranu na potencjalne odkrycie soli organicznych. Lewis i in. Badania miały głównie na celu zrozumienie tego efektu, ale w ten sposób odkryły bardzo potężne i potencjalnie pośrednie odkrycia soli organicznych w danych SAM.
Zgodnie z częścią sekcji wyników artykułu Lewisa i wsp. Na temat analizy danych SAM z różnych próbek (RN4, GB i OG3) w porównaniu z mieszaninami laboratoryjnymi zespołu: „Piki CO2 wytwarzane przez mieszaniny wapnia lub mg octanu [organic salts] W przypadku nadchloranu pik był korzystniejszy przy 380 ° C w RN4. Piki CO obserwowane między 400 ° C a 500 ° C w GB i OG3 były zgodne z rozkładem mieszaniny wapnia, octanu magnezu, szczawianu magnezu i nadchloranu. „
„Gdyby szczawiany Mg i octany Ca lub Mg były istotnymi składnikami dwutlenku węgla w GB i OG3, to wskazywałoby to na jednostkę z niezwykle wysokimi poziomami tych faz gdzieś wewnątrz krateru Gale. Gdyby taka jednostka mogła powstać w jednym miejscu na Mars, gdzie indziej na planecie można znaleźć organiczne złoża soli ”.
Wskazane „mieszaniny octanu Ca lub Mg” odnoszą się do badanego eksperymentu, w którym Lewis i in. Mieszane sole organiczne (szczawiany Fe, Ca, Mg i octany) z nadchloranem Znany z Marsa.
Analiza dodatkowych danych SAM wykazała możliwą sygnaturę szczawianu żelaza i octanu obecnych w słynnym / osławionym pyle marsjańskim – co wskazuje na obecność potencjalnego składnika soli organicznej „pyłu regionalnego lub globalnego”.
Ale skąd wiesz?
Na szczęście CheMin firmy Curiosity – Chemistry & Mineralogy – jest w stanie dokonać takiego wykrywania, jeśli sole organiczne są w wystarczająco wysokich stężeniach. Niestety nie dokonano takich odkryć.
Co więcej, ani wytrwałość, ani żadna inna powierzchowna misja robotyczna, inna niż ciekawość, nie ma narzędzi umożliwiających odkrycie soli organicznej. Jednak nawet jeśli pozytywna identyfikacja okaże się nieuchwytna, zagłębianie się głębiej pod powierzchnię Marsa, gdzie gleba i materia organiczna są lepiej zachowane, jest polem eksploracji Marsa w planowaniu dogłębnym.
Łazik ExoMars ESAPrzewidziany do wystrzelenia w 2022 r., Będzie wyposażony w wiertło opracowane przez NASA Goddard, które może wiercić dwa metry pod powierzchnią Ziemi.
(Zdjęcie główne: Curiosity robi selfie. Źródło: NASA)
