https://bodybydarwin.com
Slider Image

Kas Marsil on elu? TBD. Kuid teadlased leidsid Punase Planeedi kivimitest iidset orgaanilist ainet.

2021

Teadlased on Marsil orgaanilist materjali otsinud aastakümneid, alates sellest ajast, kui viikingite missioonide ajal aktiivselt punase planeedi pinnast testiti. Aastate möödudes nuusutasid kõik radarid, teleskoobid ja maandurid jälgi, et järgida - atmosfääri metaanitaseme tõusud, iidsete kivimite orgaaniliste omaduste märkid -, püüdes kohutavalt uurida, kas Maal domineerivatega sarnased orgaanilised molekulid võivad ka meie naaberplaneedil olemas.

Kaks ajakirjas Science täna avaldatud uuringut esitlevad uusi põnevaid leide; orgaanilise materjali tuvastamine 3, 5 miljardi aasta vanustes kivimites ja Marsi atmosfääris toimuvad metaani hooajalised muutused.

Esiteks: ei, kumbki leidmine ei tähenda, et oleme leidnud Marsil elu, nii hiljutist kui iidset . See on julge väide, mille kinnitamiseks on vaja palju rohkem andmeid ja kinnitust. Kuid need leiud annavad uurijatele uurida, kas Marsil oli kunagi elu, lootuses, et ühel päeval suudavad nad selle välja mõelda.

Mõlemad uuringud kasutasid proovianalüüsi Marsi instrumentide komplektis (kuid võite seda nimetada SAM-iks). Chris Webster - NASA reaktiivmootorite laboratooriumi teadlane ja metaanpaberi juhtiv autor - kirjeldab seda kui „kahtlemata kõige keerukamat keemialaborit, mis eales väljapoole Maad on saadetud.” See on võimeline töötlema nii gaasi kui ka kivimi proove, võimaldades teadlastel tükeldada üheskoos lähemalt Marsi mineviku ja praeguse olemasolu kohta. Siit leiate, mida nad leidsid.

"Orgaaniline tähendab lihtsalt süsiniku baasil, " ütleb Kirsten Siebach, Rice'i ülikooli planeetide geoloog, kes polnud seotud ühegi uuringuga. Süsinik üksi ei ütle meile, mis selle allikas on, see võib olla meteoriitide edastatud anorgaaniline allikas, see võib pärineda Marsi vulkaanidest. Siiski on see elu kujunemisel ja kasvamisel võtmetähtsusega koostisosa.

Teadlased kasutasid instrumendi SAM abil 3, 5 miljardit aastat vanast järvesängust kogutud puuritud kivimite soojendamiseks.

Me võtame selle pulbri ja paneme selle ahju ning kuumutame seda, ütleb paberi autor Dawn Sumner, võrreldes seda köögis kõndimisega, kui keegi küpsetab. Ütle, et keegi teine ​​pani küpsised ahju. Ma oskan ära tunda, kuidas šokolaadiküpsised lõhnavad, ja see erineb kana või tamale. Samamoodi võite lõhnata ahjust pärit orgaaniliste ühendite järele ja teada rohkem, mis on ahjus.

Muidugi on Marsi kivimite komponente natuke raskem tuvastada kui šokolaadikoogi küpsiseid. Nendest ühenditest eralduvaid lõhnu on palju raskem kindlaks teha, eriti kuna nad ei registreeru üheainsa hõlpsasti tuvastatava ühendina.

Kujutage ette, et teil on hiiglaslik molekul, mille kõik need bitid ja tükid on kokku liimitud keemiliste sidemetega. Selle proovi kuumutamisel on suurel molekulil killud ja tükid lahti ja gaasid pühitakse torujuhtme juurest instrumendi juurde, selgitab NASA Jet Propulsion Laboratory teadlane Jennifer Eigenbrode ja plii orgaanilise aine paberi autor. Seda näeb instrument sj slj lgematelt proovidelt suuremaid tükke.

Eigenbrode ja teised pole siiani täiesti kindlad, milline see suurem orgaaniline molekul või molekulid võivad olla. Samuti üritavad nad välja mõelda, kuidas see üle 3 miljardi aasta jooksul nii hästi säilinud suutis.

Orgaanilised molekulid ei ela tavaliselt väga pikka aega, lagunevad sageli vee, radiatsiooni või kõrge kuumuse ja rõhu käes. Kuid kuigi Marsile pommitatakse palju kiirgust, ei ole see niiske nagu Maa, ja erinevalt meie enda aktiivsest planeedist ei raputa ta kivimid plaattektoonika abil pidevalt ja taaskasutab seda kivimit, andes sellele orgaanilisele ainele mis iganes see on parem võimalus ellu jääda.

Eigenbrode ja tema meeskond nägid vaeva, et veenduda, et see, mida nad näevad, on tegelikult orgaaniline materjal.

Mul oli minu esimene soovitus, et olime umbes aasta tagasi tõesti millegi kallal ja siis oli asi siis, kui andmed räägivad meile, mis on meie arvates parem, veenduge selles, ? Eigenbrode ütleb. Ta kordas katseid ikka ja jälle, veendudes, et tema tulemused on korratavad.

Tegin seda kolm korda, naerab ta. Kuna see on väga suur leid ja sellega on seotud palju andmetöötlust, kuna vaatasime palju erinevaid proove. See, kui ma lõpuks aru sain, et seal oli, oli hetk hirmust. Seda orgaanilist ainet oleme otsinud aastast 1976.

See ei tähenda jällegi, et need on 3, 5 miljardi aasta vanuste mikroobide kivistunud jäänused. See võib olla midagi, mida iidsed mikroobid sõid, või võisid mikroobid üldse puududa. Võimalik, et need molekulid on tekkinud puhtalt atmosfääri- või geoloogilistest protsessidest, näiteks vulkaanilisusest või meteoriidipommitamisest.

Kuid fakt, et Curiosity meeskond on kindlalt orgaanilisi aineid identifitseerinud, on endiselt oluline, isegi kui see pole elu tõend.

“Kui oli elu, on seda tavaliselt väga raske leida, kuid me teame nüüd, et tingimused selle säilitamiseks olid sobivad. Nende konkreetsete tõendite osas võime uue jõuga edasi vaadata, ”sõnab Siebach.

/ JPL-Caltech

Kuna Eigenbrode ja tema meeskond tegelesid Curiosity astme all olevate kividega, tegeles üks teine ​​meeskond vaevava teemaga, mis oleks seotud pigem maasturi suurust roverit ümbritseva õhuga ja täpsemalt ühe gaasi sellega.

"Metaan esindab kõige lihtsamaid orgaanilisi molekule ja Maal peetakse seda peamiselt biogeenseks gaasiks, mis tuleb Maa pinnalt elust, " ütleb Melissa Trainer, NASA Goddardi kosmoselennukeskuse teadlane ja paberi autor. „Marsil on tuvastatud muutuvat metaani, kuid see on meie arusaamadest juba üle kümne aasta väldanud. Mitmete missioonide ajal on metaani ilmumine, kadumine ja käitumine olnud asi, mida me pole suutnud mõista. "

Varasemad metaani vaatlused Marsil olid pärit Hawaii maapealsetest teleskoopidest, mis mõõtsid neid ruume. Orbiter nimega Mars Express võttis mõõtmised pikka aega, koostades aeglaselt metaani arvukuse planeedil. Kuid alles siis, kui Curiosity taevalaotuse poolt laskus, suutsid Websteri ja tema kolleegide sarnased teadlased saada metaani esimest in situ mõõtmist Marsil.

"Oleme seda suutnud jälgida mitme Marsi aasta jooksul, mis on enneolematu, " ütleb Trainer. Nad leidsid, et atmosfääris olev metaan muutub hooajaliselt palju, saavutades haripunkti suve lõpus põhjapoolkeral, seejärel langeb. Metaani hooajaline ulatus atmosfääris on vahemikus 0, 24–0, 65 osa miljardit

Curiosity asub Gale'i kraatris, Marsi ekvaatori lähedal. Kuid ka seal on roveril hea eelis, et jälgida planeedi aastaaegade muutusi. "Oleme oma kogemuste osas, mida Webster ütleb, mõnevõrra Hawaii moodi." Kohati pole meil hooajaliselt tugevat mõju, kuid isegi kohapeal on temperatuurimuutused üsna märkimisväärsed, ulatudes 30 kraadini (Celsiuse järgi) suvest talveni. Nii on pinnatemperatuur ja õhutemperatuur märkimisväärselt muutunud. "

Lisaks seguneb Marsi atmosfäär kergesti, planeedi ühes osas toimuvad muutused mõjutavad teisi piirkondi. Lisaks metaani jälgimisele jälgis SAM-instrument ka teiste paremini arusaadavate gaaside olemasolu, sealhulgas lämmastikku, argooni ja süsinikdioksiidi. Lämmastik ja argoon kipuvad Marsil varieeruma ka hooajaliselt, surudes end ümber, kui iga poolus kogeb talve. Sel hetkel külmub atmosfääris olev süsinikdioksiid, kukkudes polaarjää jääkatetele. "Kuni kolmandik atmosfääri massist lihtsalt külmub välja. Kui see juhtuks Maal, märkaksime tõesti, et Treener ütleb." Kui see juhtub, suruvad ülejäänud atmosfääri gaasid koos süsinikdioksiidiga ümber. "

Argooni ja lämmastiku kontsentratsioon suurenes, kui CO 2 külmutas ja sublimeerus, kuid metaan tegi midagi väga erinevat. Ehkki seda oli atmosfääris vaid väikestes kogustes, ei vastanud selle suurenemise ja vähenemise aste täheldatud muutustele, mis olid seotud süsinikdioksiidiga.

Mõõteriistade abil on maakera avastatud metaani kogus viie maa-aasta jooksul liiga suur, et hõlmata ainult meteoriitide poolt edastatud metaani, mis on üks potentsiaalne gaasi allikas planeedil. Teadlased välistasid ka võimaluse, et metaani näidud võivad tuleneda roveri enda tegevusest. Ja atmosfääri metaanikoguse hooajaline muutus, ehkki väike võrreldes Maa standarditega, oli piisavalt märkimisväärne, et teadlasi selle nägemisel üllatada.

Meeskonna arvates on võimalik, et selle asemel võib metaan pärineda kusagil planeedi pinnase veehoidlast, lekkida läbi pragude ja õhuavade. Nad pole kindlad, kus see reservuaar (või reservuaarid) võib asuda ja millises vormis need võivad asuda. Siin Maal on suured metaanivarud lõksus klatraatidesse - jääpuuridesse, mis lukustavad gaase nagu metaan. Võimalik, et sarnased ladestused on olemas ka Marsil. Kuid keegi pole kunagi Marsi klaklaate täheldanud, jättes nad võimaluste valdkonda kinni.

Ehkki mõlemad uuringud on avalikkusele uudised, hakkasid teadlased andmeid hankima juba aastaid tagasi. Eigenbrode kirjeldab ootamisprotsessi kui ootust, mille peal on jalutusrihm, ja Websteril oli sarnane kogemus.

Meie üllatus pidi venima viie aasta jooksul. Jälgiksin, kuidas punktid suvel üles tõusevad, ja siis pidime sõna otseses mõttes ootama kaks Maa-aastat, enne kui jõudsime tagasi sellele Marsi suvele, et näha, kas punkt läks jälle tagasi üles, mida nad tegid. See nõudis palju kannatlikkust, ütles Webster.

Mõlemad rühmad plaanivad analüüsi jätkamist Curiosity abil, kuid ootavad ka teisi tulemusi.

See on tõesti põnev, et Marsil, kui üks auto sõitis nende võimalustega üle pinna, suutsime leida just sellise säilinud orgaanilise aine, Siebachi sõnul See ütleb tõesti, et meil on palju suurem võimalus, et suudame leida tõendeid iidse elu kohta, kui see oleks olemas.

Pärast seda, kui hakati analüüsima kivimiproove pärast seda, kui mehaaniline probleem oli stimuleerinud roveri puurimisvõimet, läbis uudishimu kivide proovi analüüsimisel midagi kuiva. Selle aasta alguses õnnestus NASA-l puur Internetti tagasi saada, jättes Siebachi-sugustele teadlastele huvi koguda ja analüüsida Gale kraatri teistest kohtadest pärit lisaproove, mis on hinnanguliselt miljon aastat nooremad kui selles töös uuritud kivimid.

Järgmine rover-missioon, Mars 2020, võtab ka kiviproove. Kuid selle asemel, et analüüsida kõiki kohapeal olevaid proove, kogub ta ka eksemplare, et saata need Maa teadlastele tagasi. Robot pakendab mõned proovid spetsiaalsesse kapslisse, mis hoiab neid ohutul ajal, kui nad reisivad Maa arenenumatesse laboritesse. "Kui me suudaksime midagi sellist tagasi tuua, nagu leidsime proovist, saaksime Maal seda üksikasjalikumalt analüüsida, ilma et seda nii palju kuumutada, ja loodetavasti leida tõendusmaterjali selle kohta, millised need orgaanilised molekulid olid. nagu ütleb Siebach.

Webster on huvitatud sellest, mis juhtub, kui rover kohtub suure metaanihulgaga, mis võiks meeskonnale sisaldada piisavalt materjali, et uurida gaasi süsiniku isotoopide suhet. See võiks neile öelda, kas sellel on tõenäoliselt bioloogiline päritolu või mitte.

Samuti ootab ta huviga tulemusi Euroopa kosmoseagentuuri Trace Gas Orbiterilt, mis on praegu Marsi ümbruses orbiidil. Nad suudavad metaani globaalselt kaardistada, mis on tohutu samm edasi, Webster ütleb. Eriti kui nad näevad metaani prügi või laike, mida kiputakse seostama teatud Marsi piirkondadega, siis teatud topograafia, kaljude küljed või kanjonid või teatud mineraalpinnad - see oleks veel üks väga oluline järgmine samm . Kohalike allikate otsimine, mis oleksid ka korratavad, aitaks tulevasi missioone suunata, sest me läheksime sellesse kohta ja mõõdaksime sellest kuradit välja.

Toore küpsisetaina söömine on hea, kui järgite neid samme

Toore küpsisetaina söömine on hea, kui järgite neid samme

Kõige veidramad asjad, mida me sel nädalal õppisime: süüfilise ravimine malaariaga, karude väljatõmbamine lennukitest ja uute õllepärmide avastamine

Kõige veidramad asjad, mida me sel nädalal õppisime: süüfilise ravimine malaariaga, karude väljatõmbamine lennukitest ja uute õllepärmide avastamine

Gripihooaeg on sel aastal olnud üsna vaikne - siin on põhjus

Gripihooaeg on sel aastal olnud üsna vaikne - siin on põhjus