Недавнее исследование Марса принесло ошеломляющие результаты. Ученые обнаружили самые длинные из когда-либо найденных на планете органических молекул. Эти углеродные цепи могут напоминать строительные блоки жизни, какой мы ее знаем. Сохранившиеся в течение миллиардов лет в древней марсианской глине, эти молекулы были найдены марсоходом NASA Curiosity. Находка может указывать на более сложное химическое прошлое Красной планеты. Обнаружение этих соединений – важное событие в изучении вопроса о том, существует ли органическая материя на Марсе и каково ее происхождение.
Детали поразительного открытия
Марсоход Curiosity исследует кратер Гейла с 2012 года. Этот кратер интересен тем, что миллиарды лет назад, предположительно, содержал озеро. В 2017 году ровер взял образцы из отложений, известных как формация Мюррей (Murray formation), которые богаты глинистыми минералами. Анализ этих образцов, возраст которых оценивается примерно в 3,5 миллиарда лет, и привел к текущему открытию.
Что именно было найдено?
С помощью бортового инструмента SAM (Sample Analysis at Mars) ученые выявили присутствие ряда органических молекул, включая:
Особенно интересны тиофены. На Земле эти соединения могут образовываться в результате биологических процессов, связанных с расщеплением сульфатов бактериями. Однако они также могут возникать и в результате небиологических (абиотических) процессов. Например, при ударах метеоритов или вулканической активности.
Методы анализа: Как ученые это сделали?
Для анализа образцов марсианского грунта используется сложный приборный комплекс SAM. Один из ключевых методов — пиролиз. Образец нагревается до высоких температур (около 500°C). При этом сложные молекулы распадаются на более простые летучие фрагменты.
Затем эти фрагменты анализируются с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии (GC-MS). Газовый хроматограф разделяет смесь газов на отдельные компоненты. А масс-спектрометр определяет массу и структуру каждой молекулы. Это позволяет идентифицировать исходные органические соединения, присутствовавшие в образце.
Значение находки: Органическая материя на Марсе и потенциальная жизнь
Обнаружение сложных органических молекул само по себе не является доказательством существования жизни. Органическая материя на Марсе могла образоваться и без участия живых организмов. Например, в результате химических реакций, вызванных ультрафиолетовым излучением, или быть занесенной метеоритами.
Однако находка подтверждает, что на раннем Марсе существовали условия, благоприятные для сложной органической химии. Это делает планету еще более интересной с точки зрения астробиологии. Наличие “строительных блоков” — необходимое, хотя и не достаточное, условие для зарождения жизни.
Биологическое или абиотическое происхождение: В чем вопрос?
Главный вопрос теперь — как образовались эти молекулы? Исследователи рассматривают несколько гипотез:
- Биологическое происхождение: Тиофены могли быть продуктом жизнедеятельности древних марсианских микроорганизмов, похожих на земные сульфатредуцирующие бактерии.
- Абиотическое происхождение:
- Молекулы могли образоваться в результате геологических процессов, например, при взаимодействии воды и пород в гидротермальных источниках.
- Они могли быть синтезированы под действием ультрафиолетового излучения или других форм энергии.
- Органика могла быть доставлена на Марс с метеоритами и кометами.
Различить эти сценарии крайне сложно. Особенно учитывая возраст образцов и суровые условия на поверхности Марса сегодня. Сильное излучение и окислители (например, перхлораты) могли изменить или разрушить первоначальные органические соединения.
Трудности анализа и взгляд в будущее
Анализ органики на Марсе осложняется присутствием перхлоратов. Эти соли при нагревании в ходе пиролиза могут разрушать органические молекулы или изменять их структуру. Это затрудняет точную идентификацию исходных соединений.
Поэтому ученые возлагают большие надежды на будущие миссии. Например, европейский марсоход Rosalind Franklin (миссия ExoMars), оснащенный буром и инструментом MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer). MOMA сможет анализировать образцы с глубины до 2 метров, где органика лучше защищена от излучения. Кроме того, он будет использовать методы анализа, не требующие высокотемпературного нагрева. Это позволит получить более точное представление о составе органической материи на Марсе.
В итоге, недавнее открытие длинных органических цепочек в кратере Гейла — это важный шаг в понимании химической истории Марса. Оно подтверждает наличие сложных органических молекул возрастом около 3,5 миллиарда лет. Хотя это и не прямое свидетельство жизни, находка указывает на потенциально более благоприятные условия на раннем Марсе. Исследования продолжаются, и каждый новый фрагмент данных приближает нас к ответу на вопрос о возможности жизни за пределами Земли.