|
Поиски жизни на Марсе получили импульс
|
|
|
|
Миллиарды лет назад условия окружающей среды на Марсе были значительно более благоприятными, чем сегодня. Наша соседняя планета, вероятно, была теплой, влажной и окружена плотной атмосферой. Остается открытым вопрос, могли ли простые микроорганизмы эволюционировать в то время.
|
|
|
|
Марсоходы НАСА обнаружили органические молекулы в марсианских породах, но ни одна из них не может быть однозначно связана с жизнью. Розалинд Франклин должна присоединиться к «поисковой группе» на Марсе, начиная с 2030 года. Европейский марсоход специализируется, помимо прочего, на обнаружении органических молекул. Исследователи из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка (MPS), Гёттингенского университета и Университета Лазурного берега в Ницце, Франция, подвергли используемый для этой цели принцип измерения новому стресс-тесту. Результаты их исследований опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.
|
|
|
|
Доказать существование жизни на Марсе — сложная задача, даже для марсохода ЕКА. Как отличить органические молекулы, которые миллиарды лет назад входили в состав организма, от тех, которые образовались в результате небиологических процессов? И какие молекулы особенно подходят для раскрытия этого прошлого? Исследователи возлагают свои надежды на пристан (C19H40) и фитан (C20H42) — два углеводорода, которые образуются в живых организмах и встречаются на Земле в качестве компонентов нефти. Они особенно стабильны.
|
|
|
|
|
|
|
«Если жизнь когда-то существовала на Марсе, то такие молекулы, как пристан и фитан, представляют собой важные молекулярные биосигнатуры, которые могли сохраниться до наших дней», — сказал ученый MPS Гийом Лесеньёр, ведущий автор нового исследования.
|
|
|
|
Зеркальные молекулы
|
|
|
|
Еще одно свойство делает пристан и фитан многообещающими индикаторами жизни: как и многие другие органические соединения, они хиральны, то есть могут существовать в различных конфигурациях, известных как энантиомеры. Они различаются лишь пространственным, зеркальным расположением атомов внутри молекулы — подобно пальцам левой и правой рук.
|
|
|
|
«Хиральность — ценный инструмент в поисках внеземной жизни в прошлом», — сказал соавтор Уве Майерхенрих из Университета Лазурного берега. В организмах хиральные органические молекулы встречаются почти исключительно в одной из двух возможных зеркальных конфигураций. Это верно для Земли — и, благодаря самовоспроизводящимся свойствам жизни, должно также относиться к любой потенциальной внеземной жизни. Однако, если одни и те же молекулы имеют неживое происхождение, ожидается, что обе зеркальные формы будут присутствовать в равных частях.
|
|
Метеорит и марсианский аналог
|
|
|
|
Марсоход «Розалинд Франклин» способен различать органические молекулы с разной хиральностью. Эту задачу выполняет анализатор органических молекул на Марсе (MOMA), прибор, который объединяет газовый хроматограф, масс-спектрометр, небольшие печи и возбуждающий лазер. Он был разработан и создан под руководством MPS.
|
|
|
|
С помощью газового хроматографа и масс-спектрометра прибор анализирует летучие компоненты образцов горных пород, нагретых в печах. Полученная газовая смесь затем проходит через различные капиллярные трубки с покрытием на внутренней поверхности. Поскольку хиральные варианты одного и того же типа молекул реагируют с покрытиями с разной скоростью, их можно разделить во времени.
|
|
|
|
В текущих измерениях, для которых команда использовала идентичные копии трубок MOMA, это впервые удалось сделать для пристана и фитана. В отдельных калибровочных экспериментах с известными стандартами копии колонок MOMA четко разделили различные энантиомеры пристана и фитана, продемонстрировав, что прибор действительно может различать их зеркально-симметричные формы.
|
|
|
|
Оба вещества чрезвычайно нереактивны. «Для хирального разделения пристана и фитана требуется высокая чувствительность прибора и точность измерений, чего, как мы показали, может достичь MOMA», — объяснила соавтор и член команды MOMA Фатма Йешил Сахан из MPS.
|
|
|
|
В качестве замены марсианской породы исследователи использовали образцы метеорита Мурчисон, упавшего в Австралии в 1969 году. Как и другие космические камни, он содержит множество органических молекул: некоторые из них входят в его первоначальный состав, а другие были добавлены в результате биологического загрязнения, например, на месте его обнаружения. Исследователи предположили, что пристан и фитан, вероятно, относятся к последней группе.
|
|
|
|
Загадочные примеси
|
|
|
|
Однако результаты измерений оказались неожиданными. Метеорит Мурчисон содержит все хиральные варианты пристана и фитана в равных пропорциях — что совершенно не похоже на любую биомассу, с которой он мог контактировать в месте своего обнаружения. Исследователи пришли к выводу, что примеси должны были попасть в метеорит во время его падения в атмосферу в результате контакта с аэрозолями от сжигания ископаемого топлива. На это указывают сравнительные измерения пристана и фитана, сохранившихся в нефтеносных сланцах — осадочных породах, содержащих предшественник нефти.
|
|
|
|
«Нефть образуется в этих породах в течение миллионов лет на больших глубинах под воздействием тепла и давления», — сказал соавтор Мануэль Райнхардт из Гёттингенского университета. В таких условиях хиральный дисбаланс нарушается, что правдоподобно объясняет равные пропорции всех хиральных вариантов пристана и фитана в метеорите Мурчисон.
|
|
|
|
Исследовательская группа рассматривает новые измерения не только как успешный пробный запуск деятельности Музея современного искусства (MOMA) на Марсе. Результаты также поднимают дополнительные вопросы о происхождении органических молекул, обнаруженных в метеоритах, и о растущей концентрации нефтяного загрязнения в нашей атмосфере.
|
|
|
|
Источник
|
