Mars: Pradawne życie jednym z trzech możliwych wyjaśnień odkrycia węgla na Czerwonej Planecie

Węgiel odkryty w osadach marsjańskich przez łazik Curiosity ma trzy prawdopodobne pochodzenie – w tym jest chemicznym śladem starożytnego mikroskopijnego życia.

Do takiego wniosku doszli eksperci pod kierownictwem Penn State, którzy stwierdzili, że węgiel może również pochodzić z pyłu kosmicznego lub rozpadu dwutlenku węgla w ultrafiolecie.

Teoria bakteryjna głosi, że metan, który jest wytwarzany przez mikroorganizmy żyjące pod ziemią, jest rozkładany przez promieniowanie ultrafioletowe, gdy dociera do powierzchni.

Naukowcy wyjaśnili, że te trzy scenariusze są „niekonwencjonalne”, ponieważ „bardzo różnią się od typowych procesów na Ziemi”.

Curiosity wylądował na Marsie 6 sierpnia 2012 roku — i od tego czasu krąży wokół krateru Gale, zbierając i analizując próbki skał, przekazując dane z powrotem na Ziemię.

Węgiel został znaleziony w starożytnych osadach marsjańskich w sześciu miejscach, w tym w jednym utworzonym przez odsłoniętą skarpę.

Przewiń w dół, aby zobaczyć wideo

Węgiel w osadach marsjańskich przez sondę kosmiczną NASA Curiosity (na zdjęciu) wykrył trzy prawdopodobne pochodzenie – w tym chemiczny ślad starożytnego mikroskopijnego życia.

Węgiel ma dwa stabilne izotopy – C¹2 i C¹³ – a stosunek między nimi zapewnia wgląd w historię konkretnej próbki.

Ilości węgla 12 i węgla 13 w naszym Układzie Słonecznym to ilości obecne [its] Autor artykułu i geolog Christopher House z Penn State University powiedział:

Oba są obecne we wszystkim, ale ponieważ węgiel 12 reaguje szybciej niż węgiel 13, patrzenie na względne ilości obu w próbkach może ujawnić cykl węgla.

Węgiel znaleziony przez Curiosity – który ma zdolność wykopywania próbek z Ziemi i poddawania ich analizie chemicznej – wykazał znaczne różnice w stosunkach C¹²/C¹³ w zależności od tego, gdzie zebrano próbki osadów.

Wydaje się, że niektóre osady zostały wyjątkowo zubożone w C¹³, podczas gdy inne próbki zostały w zamian silnie wzbogacone.

Tutaj, na Ziemi, znacznie zmniejszony ślad C¹³ ze starożytnej powierzchni wskazuje na produkcję metanu przez bakterie podpowierzchniowe – z tym rozpadem przez promieniowanie ultrafioletowe na Marsie.

Profesor House powiedział: „Próbki, które są bardzo ubogie w węgiel 13, są nieco podobne do próbek z Australii pobranych z osadów sprzed 2,7 miliarda lat”.

Próbki te były wynikiem aktywności biologicznej, gdy metan był konsumowany przez pradawne maty drobnoustrojów, ale nie możemy tego koniecznie powiedzieć na Marsie, ponieważ jest to planeta, która mogła powstać z innych materiałów i procesów niż Ziemia.

Węgiel znaleziony przez Curiosity – który ma zdolność wykopywania próbek z Ziemi i poddawania ich analizie chemicznej – wykazał znaczne różnice w stosunkach C¹²/C¹³ w zależności od tego, gdzie zebrano próbki osadów. Na zdjęciu: otwór wywiercony w Highfield, który Curiosity wykonał, aby zebrać okaz z grzbietu Vera Rubin Ridge w kraterze Gale

Według naukowców, innym wyjaśnieniem ubytku węgla w C¹³ analizowanym przez Curiosity jest sposób, w jaki Układ Słoneczny przecina masywny obłok molekularny co kilkaset lat.

Profesor House wyjaśnia, że ​​w zapisie geologicznym Ziemi trudno dostrzec ten fragment, bo obłok „nie osadza dużo pyłu”.

Aby wystarczająco skoncentrować się na warstwie, którą Curiosity mógł pobrać, galaktyczny obłok pyłu musiał najpierw obniżyć temperaturę powierzchni Marsa – która w tym czasie była wciąż wypełniona ciekłą wodą – aby stworzyć lodowce.

Hipoteza mówi, że pył osadzający się na powierzchni takich lodowców zostałby po stopieniu się lodowca.

Jak dotąd znaleziono niewiele dowodów na to, że krater Mars Gale kiedyś zamarzł. Jednak zespół powiedział: „To wyjaśnienie jest rozsądne, ale wymaga dodatkowych badań”.

Najnowsze wyjaśnienie zespołu dotyczące próbek zubożonych w C¹³ obejmuje przekształcanie dwutlenku węgla indukowanego promieniowaniem UV w związki takie jak formaldehyd.

„Są artykuły, które przewidują, że promienie UV mogą powodować tego rodzaju fragmentację” – wyjaśnił profesor House.

„Jednak potrzebujemy więcej wyników empirycznych, które wykażą ten rozmiar fragmentacji, aby móc ocenić lub wykluczyć to wyjaśnienie”.

Wydaje się, że niektóre z osadów analizowanych przez Curiosity zostały zubożone w C¹³, podczas gdy inne próbki były silnie wzbogacone. Na zdjęciu: formacja z piaskowca Stimson w kraterze Gale — w pobliżu miejsca, w którym łazik wykonał otwór wiertniczy w Edynburgu, w wyniku którego uzyskano próbkę bogatą w C¹²

Profesor House powiedział: „Wszystkie trzy możliwości wskazują na niezwykły cykl węglowy, niepodobny do niczego na dzisiejszej Ziemi – ale potrzebujemy więcej danych, aby wiedzieć, które z nich jest prawidłowym wyjaśnieniem”.

„Jesteśmy ostrożni w naszej interpretacji, co jest najlepszym sposobem postępowania podczas badania innego świata” – dodał.

Byłoby dobrze, gdyby łazik mógł wykryć duży obłok metanu i zmierzyć na jego podstawie izotopy węgla, ale chociaż istnieją obłoki metanu, większość z nich jest niewielka, a żaden łazik nigdy nie pobrał wystarczająco dużych próbek, aby zmierzyć izotopy.

Geolog dodał, że znalezienie pozostałości mat mikrobiologicznych lub osadów pochodzących z lodu również pomogłoby wyjaśnić sytuację.

Na Marsie łazik Curiosity nadal pracuje nad zbieraniem i analizowaniem próbek skał – w rzeczywistości powróci na zbocze, na którym znalazł złoża węglowe, które wzbudziły obawy w tym badaniu, za około miesiąc.

Na Marsie sonda kosmiczna Curiosity nadal zbiera i analizuje próbki skał – w rzeczywistości za około miesiąc wróci na zbocze, gdzie znalazła niepokojące złoża zawierające węgiel.

„Te badania osiągnęły długoterminowy cel badania Marsa” – zauważył profesor House.

Wyjaśnił, że jest to „pomiar różnych izotopów węgla – jedno z najważniejszych narzędzi geologii – z osadów w innym nadającym się do zamieszkania świecie, dokonany na podstawie dziewięciu lat badań”.

Pełne wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie Materiały Narodowej Akademii Nauk.

Łazik statku kosmicznego NASA został wystrzelony w 2011 roku i poprawił nasze zrozumienie Czerwonej Planety

Sonda Mars Curiosity została początkowo wystrzelona z Cape Canaveral, stacji Sił Powietrznych USA na Florydzie 26 listopada 2011 roku.

Po wyruszeniu w podróż liczącą 350 milionów mil (560 milionów kilometrów) pojazd badawczy o wartości 1,8 miliarda funtów (2,5 miliarda dolarów) spadł zaledwie 2,4 km od wyznaczonego miejsca lądowania.

Po udanym lądowaniu 6 sierpnia 2012 r. łazik przebył około 11 mil (18 km).

Wystrzelony na pokładzie statku kosmicznego Mars Science Laboratory (MSL), statek odpowiadał za 23% całkowitej masy misji.

Z 80 kg (180 funtów) przyrządów naukowych na pokładzie, łazik waży 899 kg (1982 funtów) i jest zasilany plutonowym źródłem paliwa.

Łazik ma 2,9 m (9,5 stopy) długości, 2,7 m (8,9 stopy) szerokości i 2,2 m (7,2 stopy) wysokości.

Marsjański statek kosmiczny był początkowo pomyślany jako dwuletnia misja mająca na celu zebranie informacji, które pomogą odpowiedzieć na pytanie, czy planeta może podtrzymywać życie, mieć wodę w stanie ciekłym oraz badać klimat i geologię Marsa, i od tego czasu jest aktywna od ponad 2000 dni.

Łazik był początkowo planowany jako dwuletnia misja mająca na celu zebranie informacji, które pomogą odpowiedzieć na pytanie, czy planeta może podtrzymywać życie, zawierać wodę w stanie ciekłym oraz badać klimat i geologię Marsa.

Ze względu na swój sukces misja została przedłużona w nieskończoność i jest teraz aktywna przez ponad 2000 dni.

Łazik ma na pokładzie wiele instrumentów naukowych, w tym dwukamerową kamerę, która może robić zdjęcia i filmy w wysokiej rozdzielczości w prawdziwych kolorach.

Do tej pory podczas podróży robota wielkości samochodu napotkał pradawny strumień, w którym kiedyś płynęła woda w stanie ciekłym, i wkrótce odkrył, że miliardy lat temu pobliski obszar znany jako Zatoka Yellowknife był częścią jezioro, które mogło podtrzymywać życie drobnoustrojów.