Продолжаем разговор о марсианской органике и недавнем открытии марсохода Curiosity, так заинтриговавшего НАСА.
Пока оно не подтверждает существование марсиан, но в одноклеточной версии они уже входят в тройку наиболее вероятных объяснений находки.
Почти десять лет назад марсоход Curiosity приземлился в кратере Гейла на Марсе.
Через пару месяцев после приземления марсоход Curiosity раскопал придорожную дюну, поджарил ее в микроволновке и проанализировал выделяющиеся летучие вещества с помощью своего газоанализатора - газовый хроматограф.
И я нашел хлорметаны - органические соединения.
Правда, учёные называется их результат от загрязнения с Земли.
Ирония в том, что почти то же самое говорили о хлорметанах, обнаруженных 35 годами ранее станциями «Викинг».
В их случае позже выяснилось, что хлорметан — результат взаимодействия местной органики и местных перхлоратов в печи космического корабля.
Перхлорат — сильный окислитель, который практически повсеместно встречается на поверхности Марса и становится реактивным при нагревании.
В случае с «Кьюриосити» действительно нашли причину загрязнения — в одной чашке для «мокрой химии» содержался органический растворитель, который попал в хроматограф.
Дело в том, что хроматограф может анализировать только газ, поэтому марсианский грунт сначала либо просто нагревают в микроволновой печи для выделения летучих соединений, либо погружают в ячейку с органическим реагентом (MTBSTFA), а уже потом «обжаривают» до тех пор, пока не будет выделен газ.
выпущенный.
Оказалось, что в одной из камер есть утечка , реагент попал в газоанализатор и повлиял на показания прибора.
Выяснив причину, исследователи как следует провентилировали устройство и научился выделить спектральные данные загрязнителя, чтобы это не мешало дальнейшим результатам.
Кроме того, пробы больше не брались с поверхности, где наиболее вероятна высокая концентрация перхлоратов, а бурились вглубь твердых пород. Поскольку сейчас на Марсе активна атмосферная эрозия, твердые отложения могут быть намного старше окружающей поверхности и лежащего на ней песка.
Не с первого раза, но исследователям повезло — прибор показал местные органические соединения.
И не в виде простого метана, а более сложной молекулы - бензольное кольцо .
В его состав был введен и хлор, видимо, тоже под влиянием перхлоратов.
За девять лет экспедиции Curiosity пробурил более 30 скважин, и в 24 из них ученые обнаружили органические соединения.
Большая часть образцов прошла через печь, в которой не хранятся сложные углеводороды, поэтому ученые обратили внимание на выделяемый метан, а точнее, на изотопный состав его углерода.
Изотопы – это элементы с разными массовыми числами, но одинаковым зарядом, т.е.
в таблице Менделеева они находятся в одной ячейке, но различаются числом нейтронов в ядре.
Общее число нейтронов и протонов в ядре изотопа называется массовым числом, которым обозначают различные изотопы.
Некоторые изотопы нестабильны и распадаются, выделяя радиацию, которую часто использует человек.
Например, в ядерных бомбах используется плутоний-239, а в «ядерной батарее» марсохода «Кьюриосити» — плутоний-238. У углерода есть два стабильных изотопа с массовыми числами 12 и 13, они распределены на Земле и в космосе в соотношении примерно 1000/1 в пользу более легкого.
Но в тысячных долях это соотношение меняется в зависимости от различных факторов, что используется как один из методов изучения органики на Земле и в космосе.
Чтобы упростить измерения, ученые определили условный ноль , откуда рассчитывается разница в тысячных долях.
Земная жизнь предпочитает легкий углерод, поэтому в нашей биологии тяжелый углерод-13 переходит в отрицательные значения, но в атмосфере Марса его значение достигает 46 тысячных «больше нуля».
Более легкие изотопы углерода активнее испаряются из атмосферы в космос, из-за чего за миллиарды лет увеличилась концентрация тяжелых.
С одной стороны, это указывает на длительную эволюцию марсианской атмосферы, с другой — говорит о том, что в древних породах соотношение изотопов будет иным, с меньшими значениями тяжелых изотопов.
Изотопный анализ тяжелого углерода в извлеченных «органических» образцах марсианского грунта показал значительные вариации концентрации.
В некоторых скважинах оно ушло в минус даже больше, чем в наземной органике, до -137 тысячных, а в других пробах возросло до +22 тысячных.
Десять самых «минусовых» относятся к наиболее древним участкам изучаемой поверхности.
Ученые также заметили, что образцы, обедненные тяжелым углеродом, также содержат соединения с обедненным тяжелым изотопом серы-34. Ранее исследовать показали, что это характерно для отложений в теплых или даже горячих водных средах с низкой кислотностью, в том числе для изотопов серы, что позволяет предположить, что «легкий» углерод накапливался в условиях, благоприятных для жизни.
Если бы подобные горные породы были найдены на Земле, их приняли бы за отложения, образованные древними бактериями, которые питался метаном .
Однако этой гипотезе противоречит отсутствие каких-либо признаков подобных отложений на Марсе.
Вторая гипотеза кажется еще более экзотической, чем марсианская жизнь.
В какой-то момент древний Марс мог быть покрыт межзвездной пылью, обедненной тяжелым углеродом.
Хоть это и маловероятное событие, но за 3 миллиарда лет Солнечная система совершила 15 оборотов вокруг центра Галактики и за это время действительно могла пролететь сквозь довольно плотное межзвездное пылевое облако.
Но в этом случае подобные органические следы должны остаться на каждом объекте Солнечной системы, имеющем твердую поверхность.
Третье и самое тривиальное объяснение заключается в том, что аномально низкие уровни тяжелого углерода на Марсе вызваны какими-то местными геохимическими процессами.
Ученые еще не до конца выяснили, какие процессы происходили в древности на соседней планете, поэтому исключать такую возможность нельзя.
На мой взгляд, это наиболее убедительный вариант просто в силу своей очевидности, хотя, конечно, все марсоходы будут опираться на биологию.
Какие доказательства нужны ученым, чтобы уверенно идентифицировать останки марсиан или, наоборот, навсегда отказаться от их поисков? По-видимому, надежды найти какие-либо окаменелости типа панцирей или костей динозавров исключены, поскольку.
Для их появления необходима длительная и устойчивая биосфера, которая оставила бы множество других заметных следов.
Сейчас ученые сосредоточены на поиске признаков древней или реальной микробной жизни и готовят две программы: ExoMars Rosalind Franklin и Mars Sample Return. В первом случае это марсоход, который должен отправиться к Красной планете в сентябре 2022 года по европейско-российской программе ExoMars. Вторая — американо-европейская программа доставки образцов грунта с Марса, первая часть которой уже работает на планете — марсоход «Персеверанс».
Возвращение грунта в лучшем случае займет еще десять лет, поэтому лучше обсудить более ближайшую перспективу – марсоход «Розалинда».
Чем он будет настолько качественно отличаться от американских и китайских марсоходов, что сможет сказать о жизни на Марсе больше, чем его предшественники? И ответ – хиральность.
Помимо химического и изотопного состава, органические молекулы могут различаться геометрическим строением.
Есть молекулы, одинаковые по составу и строению, но внешне различающиеся как зеркальные отражения – это хиральность.
Несмотря на внешнюю идентичность, «правые» молекулы отличаются от «левых» своей физиологической эффективностью.
Поэтому в организмах концентрируются «односторонние» молекулы: «левые» аминокислоты и «правые» сахара.
Некоторые небиологические процессы также способны вызывать хиральный отбор, но эти эффекты уже известны.
изучал на примере метеоритов.
Ровер Розалинд Франклин будет иметь возможность добывать почву с глубины до 2 метров и определять хиральность органических молекул.
Место посадки марсохода тщательно выбрано из множества мест, где есть свидетельства активности воды в прошлом.
Поэтому теперь у скептиков не будет оправданий «надо копать глубже» или «может, он сидел в пустыне и не заметил оазиса».
Если Розалинда потерпит неудачу, то единственной надеждой останется Настойчивость.
Место его посадки было выбрано также исходя из перспективы обнаружения признаков жизни – на дне высохшего марсианского озера.
Остается только дождаться, когда образцы прибудут на Землю через 15 лет. Вполне вероятно, что в древности на Красной планете существовала какая-то примитивная одноклеточная жизнь, но рекомендую подготовиться к тому, что марсиан никогда не было.
Если они существовали, то их открытие принесет больше радости, а если нет, я вас предупредил! 
Теги: #Биология #Популярная наука #Космонавтика #Химия #Марс #ruvds_articles #ruvds_articles #органика #Curiosity #ExoMars #Розалинда Франклин
-
Сравнение Спутникового Интернета
19 Oct, 24 -
Бусы Против Гравитации
19 Oct, 24 -
Лайфстрим-Информер
19 Oct, 24
