::: Марсоход Curiosity измеряет интригующую углеродную сигнатуру на Марсе

Проанализировав образцы порошкообразной породы, собранные с поверхности Марса марсоходом НАСА Curiosity, сегодня ученые объявили, что некоторые из образцов богаты типом углерода, который на Земле связан с биологическими процессами. Хотя находка интригует, она не обязательно указывает на древнюю жизнь на Марсе, поскольку ученые еще не нашли там убедительных подтверждающих доказательств древней или современной биологии, таких как осадочные горные породы, образованные древними бактериями, или разнообразие сложных органических соединений. молекулы, образованные жизнью. «Мы находим на Марсе заманчиво интересные вещи, но нам действительно нужно больше доказательств, чтобы сказать, что мы идентифицировали жизнь», — сказал Пол Махаффи , который был главным исследователем в химической лаборатории Анализа образцов в Марсианской (SAM) лаборатории. на борту Curiosity до выхода на пенсию из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, в декабре 2021 года. «Итак, мы смотрим, что еще могло вызвать углеродную сигнатуру, которую мы наблюдаем, кроме жизни».

На этом изображение марсоход НАСА Curiosity запечатлел эти облака сразу после захода солнца 19 марта 2021 года, на 3063-й марсианский день, или сол, миссии марсохода. Изображение состоит из 21 отдельного снимка, сшитых вместе и скорректированных по цвету, чтобы сцена выглядела так, как для человеческого глаза было удобно.  Кредиты: NASA/JPL-Caltech/MSSS ------------------- В отчете о своих выводов, который будет опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 18 января, ученые Curiosity предлагают несколько объяснений обнаруженных ими необычных углеродных сигналов. Их гипотезы частично основаны на углеродных сигнатурах на Земле, но ученые предупреждают, что две планеты настолько разные, что они не могут делать окончательных выводов на основе земных примеров. «Самое сложное — это отпустить Землю и избавиться от того предубеждения, которое у нас есть, и действительно попытаться проникнуть в основы химии, физики и экологических процессов на Марсе», — сказала астробиолог Годдарда Дженнифер Л. Эйгенброуд , участвовавшая в исследовании. углеродное исследование. Ранее Эйгенброде возглавлял международную группу ученых Curiosity для обнаружения множества органических молекул , содержащих углерод, на поверхности Марса. «Нам нужно открыть свой разум и мыслить нестандартно, — сказал Эйгенброуд, — и это то, что делает эта статья». Биологическое объяснение, которое ученые Curiosity представили в своей статье, вдохновлено земной жизнью. В нем участвуют древние бактерии на поверхности, которые произвели бы уникальную углеродную сигнатуру, когда они выпустили метан в атмосферу, где ультрафиолетовый свет превратил бы этот газ в более крупные и сложные молекулы. Эти новые молекулы должны были попасть на поверхность и теперь могли быть сохранены с их отчетливой углеродной подписью в марсианских породах.

На этом изображении показана скважина в Хайфилде, сделанная марсоходом НАСА Curiosity во время сбора образца на хребте Веры Рубин в кратере Гейла на Марсе. Буровой порошок из этого отверстия был обогащен углеродом-12. Изображение было получено с помощью камеры расположенной на руке, на 2247-й марсианский сол миссии. Цвет на снимке естественный, т.к. марсоход находился на гематитовом хребте, белые прожилки это гипс. Кредиты: NASA/Caltech-JPL/MSSS. ---------------- Биологическое объяснение, которое ученые Curiosity представили в своей статье, вдохновлено земной жизнью. В нем участвуют древние бактерии на поверхности, которые произвели бы уникальную углеродную сигнатуру, когда они выпустили метан в атмосферу, где ультрафиолетовый свет превратил бы этот газ в более крупные и сложные молекулы. Эти новые молекулы должны были попасть на поверхность и теперь могли быть сохранены с их отчетливой углеродной подписью в марсианских породах. Две другие гипотезы предлагают небиологические объяснения. Один из них предполагает, что углеродная сигнатура могла возникнуть в результате взаимодействия ультрафиолетового света с углекислым газом в марсианской атмосфере, в результате чего образовались новые углеродсодержащие молекулы, которые осели бы на поверхности. А другой предполагает, что углерод мог остаться после редкого события сотни миллионов лет назад, когда Солнечная система прошла через гигантское молекулярное облако, богатое обнаруженным типом углерода. «Все три объяснения соответствуют данным», — сказал Кристофер Хаус , ученый Curiosity из Университета штата Пенсильвания, руководивший исследованием углерода. «Нам просто нужно больше данных, чтобы исключить их». Чтобы проанализировать углерод на марсианской поверхности, команда Хауса использовала прибор Tunable Laser Spectrometer (TLS) в лаборатории SAM которая находится внутри марсохода. SAM нагрел 24 образца из геологически разных мест в кратере Гейла на планете примерно до 1500 градусов по Фаренгейту или 850 градусов по Цельсию, чтобы выпустить газы внутри прибора. Затем TLS измерил изотопы некоторого количества восстановленного углерода, который освободился в процессе нагревания. Изотопы — это атомы элемента с разной массой из-за различного количества нейтронов, и они играют важную роль в понимании химической и биологической эволюции планет. Углерод особенно важен, поскольку этот элемент присутствует во всех формах жизни на Земле; он непрерывно течет через воздух, воду и землю в цикле, который хорошо изучен благодаря изотопным измерениям. Например, живые существа на Земле используют меньший и более легкий атом углерода-12 для метаболизма пищи или для фотосинтеза, а не более тяжелый атом углерода-13. Таким образом, значительно больше углерода-12, чем углерода-13 в древних породах, наряду с другими доказательствами, позволяет ученым предположить, что они рассматривают признаки химии, связанной с жизнью. Глядя на соотношение этих двух изотопов углерода, ученые Земли могут сказать, какой тип жизни они рассматривают и в какой среде они жили. На Марсе исследователи Curiosity обнаружили, что почти половина их образцов содержала удивительно большое количество углерода-12 по сравнению с тем, что ученые измерили в марсианской атмосфере и метеоритах. Исследователи сообщают, что эти образцы были взяты из пяти разных мест в кратере Гейла, что может быть связано с тем, что все места имеют хорошо сохранившиеся древние поверхности. «На Земле процессы, которые производят углеродный сигнал, который мы обнаруживаем на Марсе, являются биологическими», — сказал Хаус. «Мы должны понять, работает ли то же самое объяснение для Марса или есть другие объяснения, потому что Марс очень отличается». Марс уникален, потому что он мог начаться с другой смеси изотопов углерода, чем Земля 4,5 миллиарда лет назад. Марс меньше, холоднее, имеет более слабую гравитацию и другие газы в его атмосфере. Кроме того, углерод на Марсе может вращаться без какой-либо жизни. «Огромная часть углеродного цикла на Земле связана с жизнью, и из-за жизни есть часть углеродного цикла на Земле, которую мы не можем понять, потому что куда бы мы ни посмотрели, есть жизнь», — сказал Эндрю Стил , Ученый Curiosity из Научного института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия.

Эта панорама была сделана из изображений, сделанных камерой Mast Camera на борту марсохода НАСА Curiosity в 2729-й сол миссии. На нем показан ландшафт формации песчаника Стимсон в кратере Гейла. В этом общем месте Curiosity пробурил скважину в Эдинбурге, образец из которой был обогащен углеродом-12. Цвет на снимке усилен и приближен к земному освещению , т.к. это позволяет геологам лучше определять породу и её структуру. Кредиты: NASA/Caltech-JPL/MSSS ---------------- Стил отметил, что ученые находятся на ранних стадиях понимания циклов углерода на Марсе и, следовательно, того, как интерпретировать изотопные соотношения и небиологическую активность, которая может привести к этим соотношениям. Curiosity, прибывший на Красную планету в 2012 году, стал первым марсоходом с инструментами для изучения изотопов углерода на поверхности. Другие миссии собрали информацию об изотопных сигнатурах в атмосфере, и ученые измерили соотношение марсианских метеоритов, которые были собраны на Земле. «Определение углеродного цикла на Марсе абсолютно необходимо для понимания того, как жизнь может вписаться в этот цикл», — сказал Стил. «Мы сделали это действительно успешно на Земле, но мы только начинаем определять этот цикл для Марса». Ученые Curiosity продолжат измерять изотопы углерода, чтобы увидеть, получат ли они аналогичную характеристику, когда марсоход посетит другие места, предположительно имеющие хорошо сохранившиеся древние поверхности. Чтобы дополнительно проверить биологическую гипотезу о метан-продуцирующих микроорганизмах, команда Curiosity хотела бы проанализировать содержание углерода в шлейфе метана, выпущенном с поверхности. Марсоход неожиданно столкнулся с таким шлейфом в 2019 году, но невозможно предсказать, произойдет ли это снова. В противном случае исследователи отмечают, что это исследование дает рекомендации команде, стоящей за новым марсоходом НАСА «Настойчивость », в отношении лучших типов образцов, которые необходимо собрать, чтобы подтвердить углеродную сигнатуру и окончательно определить, исходит ли она от жизни или нет. Настойчивость собирает образцы с марсианской поверхности для возможного в будущем возвращение на Землю . Миссию Curiosity возглавляет Лаборатория реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии; JPL находится под управлением Калифорнийского технологического института. Лонни Шехтман Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, Мэриленд. Статья опубликована на сайте НАСА 17 января 2022 года. #жизнь