На протяжении десятилетий ученые пытались понять, есть ли на Марсе органические соединения и если да, то каков их источник?. Хотя недавние исследования Марса с помощью марсоходов обнаружили убедительные доказательства существования марсианской органики, мало что известно о том, откуда они пришли, сколько им лет, насколько широко они распространены и сохраняются, или какова их возможная связь с биохимической активностью.
Марсианские метеориты – это части поверхности Марса, которые сами были выброшены в космос в результате ударов метеорита и в конечном итоге приземлились на Земле.
Они дают важное представление об истории Марса. В частности, один метеорит, названный Allan Hills (ALH) 84001, названный в честь региона Антарктиды, который он был обнаружен в 1984 году, особенно важен. Он содержит карбонатные минералы оранжевого цвета, которые выпали из соленой жидкой воды на поверхности Марса 4 миллиарда лет назад.
Поскольку эти минералы фиксируют раннюю водную среду Марса, многие исследования пытались понять их уникальную химию и могут ли они предоставить доказательства древней жизни на Марсе. Однако предыдущие анализы пострадали от загрязнения земным материалом из антарктического снега и льда, что затрудняло определение того, какая часть органического материала в метеорите действительно была марсианской. Помимо углерода, азот (N) является важным элементом для земной жизни и полезным индикатором для эволюции планетных систем.
Однако из-за предыдущих технических ограничений азот еще не измерялся в ALH84001.
В этом новом исследовании, проведенном совместной командой ELSI-JAXA, использовались современные аналитические методы для изучения содержания азота в карбонатах ALH84001, и теперь команда уверена, что они нашли первые убедительные доказательства для 4-миллиардных лет. – старая марсианская органика, содержащая азот.
Загрязнение Земли – серьезная проблема для изучения внеземных материалов. Чтобы избежать такого загрязнения, команда разработала новые методы подготовки образцов с. Например, они использовали серебряную ленту в чистой лаборатории ELSI, чтобы оторвать крошечные зерна карбоната, которые имеют ширину с человеческий волос, от метеорита-хозяина. Затем команда подготовила эти зерна для дальнейшего удаления возможных поверхностных загрязнений с помощью прибора JAXA, сфокусированного на сканирующем электронном микроскопе. Они также использовали методику, называемую микрорентгеновским поглощением азота на K-крае, ближняя граничная структура (μ-XANES), которая позволила им обнаружить азот, присутствующий в очень малых количествах, и определить, в какой химической форме находится этот азот.
Контрольные пробы из близлежащих вулканических минералов не дали определяемого азота, что свидетельствует о том, что органические молекулы присутствовали только в карбонате.
После тщательных проверок на загрязнение, команда определила, что обнаруженная органика, скорее всего, действительно марсианская. Они также определили, что вклад азота в форме нитрата, одного из сильных окислителей на нынешнем Марсе, был незначительным, предполагая, что ранний Марс, вероятно, не содержал сильных окислителей, и, как подозревали ученые, он был менее окисляющим, чем сейчас. Cегодня.
Нынешняя поверхность Марса слишком сурова для большинства органических организмов. Однако ученые предсказывают, что органические соединения могут сохраняться в приповерхностных условиях в течение миллиардов лет.
Похоже, это относится к азотсодержащим органическим соединениям, которые команда обнаружила в карбонатах ALH84001, которые, по-видимому, были задержаны в минералах 4 миллиарда лет назад и хранились в течение долгого времени, прежде чем, наконец, были доставлены на Землю.
Команда согласна с тем, что есть много важных открытых вопросов, например, откуда взялись эти азотсодержащие органические вещества? Кобаяши объясняет: «Есть две основные возможности: либо они пришли извне Марса, либо образовались на Марсе. В начале истории Солнечной системы Марс, вероятно, был засыпан значительным количеством органического вещества, например, из богатых углеродом метеоритов, комет и частиц пыли.
Некоторые из них могли раствориться в рассоле и застрять внутри карбонатов.«Руководитель исследовательской группы Койке добавляет, что в качестве альтернативы химические реакции на раннем Марсе могли привести к образованию азотсодержащих органических веществ на месте. В любом случае, говорят они, эти открытия показывают, что на Марсе был органический азот до того, как он стал красной планетой, которую мы знаем сегодня; Ранний Марс мог быть более «земным», менее окисляющим, более влажным и богатым органическими веществами. Возможно, это было “ синее ”.’