Metan a další organické látky na Marsu

Rover zvědavosti detekoval organické molekuly ve starých skalách na Marsu.

Zvědavost dělá zkušební cvičení do webu Mojave. Chemické testy odhalí, že vzorky z vrtných míst Mojave a Confidence Hills obsahují organické molekuly.
NASA / JPL-Caltech

Planetární průzkum může být dlouhý, tvrdý slogan, plný objevů, které zabírají nějaký čas, než se spojí. Od přistání na Mars v roce 2012 odkryla Mars Science Laboratory NASA rover Curiosity jíly, sedimentární horniny vytvořené v potokech a důkazy o tom, že v Gale Crater existovalo jezero a životní podmínky zhruba před 3 a půl miliardami let. Rover také detekoval náznaky sezónního cyklu metanu.

Vědci však od zvědavosti chtěli i něco jiného: přesvědčivý důkaz o mnoha druzích organických sloučenin . Organické látky jsou ty, které obsahují uhlík a vodík - což popisuje drtivou většinu molekul obsahujících uhlík (včetně metanu, nejjednodušší organické látky). Organiky se objevují ve sluneční soustavě nejrůznějšími místy, od komet a meteoritů až po Saturnův měsíc Titan. Přes provokativní jméno nemusí být vytvořeny životem; abiotické procesy je také vytvářejí. Život však některé z nich vyrábí a používá, včetně cukrů a aminokyselin. Hledání mimozemského života, ať už existujícího nebo zaniklého, se proto často zaměřuje na organické látky.

V 8. červnu vědci hlásí členové týmu zvědavosti průkaznou detekci sezónního metanového cyklu a přítomnost několika organických sloučenin ve starodávných bahnech. Ani jeden z těchto způsobů jsme nenašli marťanský život, ale dělají otázku, zda někdy existoval, rozumnější.

Studie používaly různé nástroje uvnitř Curiosity's Sample Analysis na Marsu (SAM), laboratorního balíčku s mikrovlnou velikostí, který tvoří velký kus těla roveru. (Podrobné vysvětlení SAM naleznete v tomto blogu z roku 2012 od Emily Lakdawallové.) Jennifer Eigenbrode (NASA Goddard) a jeho kolegové zahřívali bahenní kámen ohřátý skalní prášek na nesmírně vysoké teploty - téměř 900 ° C nebo 1600 ° F. Tím, že šli na tak vysoké teploty, se tým vyhnul dvojznačnosti výsledku roku 2015, který našel organické látky, které byly vyrobeny interakcí s ošklivou chloristou solí na marťanském povrchu, místo aby jasně identifikovaly, co bylo původně ve skále.

Tento obrázek ukazuje hladiny metanu detekované zvědavostí (body) spolu se způsoby, kterými by plyn mohl najít cestu k povrchu Marsu zdola. Potenciální zdroje metanu zahrnují methanogenezi mikroby, ultrafialovou degradaci organických látek nebo chemii vody a hornin. Metan by mohl být později zničen atmosférickou fotochemií nebo povrchovými reakcemi, jako příklady. Roční období se vztahují k severní polokouli.
NASA / JPL-Caltech

Když se práškový bahen zahřívá, vytváří plyny, buď proto, že molekuly ve skále procházejí chemickými reakcemi, nebo proto, že se rozpadají. Tyto plyny putují potrubím a jsou ionizovány, čichány a „váženy“, aby určily své molekulové hmotnosti a specifické složky a odhalily jejich chemické identity.

Na základě těchto údajů vědci zjistili, že bahnité kameny obsahují organické sloučeniny vyrobené z uhlíku, vodíku a síry. Síra by mohla vysvětlit, proč organické látky v těchto vzorcích, které pocházejí z Murrayovy formace na základně Aeolis Mons, byly méně degradovány než ty v jiných skalních formacích testovaných dříve. Síra je vůči oxidaci zranitelnější než uhlík, takže působí jako „ochranný prvek“, říká Eigenbrode, který slouží jako chemická oběť v oxidačním prostředí Marsu místo uhlíku. Stejný proces se děje na Zemi, když přítomnost síry chrání uhlí a ložiska břidlic, dodává.

Pokud byly testované organické zvědavosti ze života, byly změněny strašně hodně: neukazují rozmanitost molekul nebo strukturní vzorce obvykle vytvářené biologicky.

Samostatný článek Christophera Webstera (NASA Jet Propulsion Laboratory) a jeho kolegů popisuje cyklus metanu. Zvědavost detekovala metan již dříve, včetně překvapivého nárůstu v roce 2013. Nový výsledek je založen na detekcích pomocí dvou metod, které odhalují jasný sezónní trend, s vrcholem na severní polokouli na konci léta. (Gale leží jižně od rovníku.)

V předchozí práci vědci z planety navrhli, že metan by mohl pocházet z rozpadu úlomků meteoritu ultrafialovým zářením, které by bylo nejpravděpodobnějším zdrojem uhlíku. Tým ale tentokrát říká, že scénář neodpovídá úrovním, které vidí. Místo toho si vědci myslí, že plyn je uvolňován z podpovrchu, možná prostřednictvím trhlin ve skále. Do procesu musí být zapojen nějaký proces, který souvisí s povrchovou teplotou, ale vědci nemohou říci mnohem víc.

Reference:

Jennifer L. Eigenbrode a kol. ROrganic Matter Uchoval se ve 3 miliardách letých blátěch v kráteru Gale, Mars. Science . 8. června 2018.

Christopher R. Webster a kol. AckBackgroundové úrovně metanu na Marsu Atmosféra ukazují silné sezónní variace. Věda . 8. června 2018.

Inge Loes ten Kate. "Organické molekuly na Marsu." Věda . 8. června 2018. (perspektivní kus.)

Emily Lakdawalla. "Více, než jste pravděpodobně chtěli vědět o nástroji SAM zvědavosti." Planetární společnost. 30. listopadu 2012.