«К'юріосіті» виявив у зразках гірських порід з кратера Гейла малі кількості вуглецю-13. Це сліди стародавнього життя чи щось інше?
Марсохід NASA «К'юріосіті» вже більше десяти років колесить по дну кратера Гейла і не перестає радувати нас не тільки заворожуючими знімками марсіанських ландшафтів, але і не менш цікавими науковими даними про минуле і сьогодення Червоної планети. Наприклад, у 2013 році прилади марсохода вперше зафіксували сплеск концентрації метану, що відразу викликало бурю дискусій і припущень, звідки ж на Марсі взявся цей найпростіший вуглеводень. Сумнівів науковцям додали спектроскопічні дані про склад атмосфери, отримані з орбітального апарату Trace Gas Orbiter - «зверху» метану видно не було... Хоча потім з цією невідповідністю начебто розібралися: марсохід робив заміри метану в темний час доби, а орбітальний апарат спостерігав за складом атмосфери вже в денний час, коли метан, який накопичився за ніч біля поверхні, швидше за все, вже встигав розсіюватися.
Інтерес до метану пов'язаний з тим, що на Землі цей газ має переважно біологічне походження: він або безпосередньо продукується бактеріями-метаногенами, або виходить хімічними (не біохімічними) шляхами з речовини органічного походження. Метан і там і там несе в собі «біомаркер» - особливе співвідношення ізотопів вуглецю. Життя, в тих формах, що ми знаємо, «любить» легкі атоми. Це означає, що біохімічні реакції за участю більш легких ізотопів того ж вуглецю йдуть трішки швидше, ніж з більш важкими.
У вуглецю є два стабільних ізотопи: вуглець з масою 12 (легкий) і масою 13 (важкий). У будь-якій речовині, яка колись була живою, частка важкого вуглецю буде трохи менше, ніж його вміст в середньому по планеті. Тому навіть у давніх скам'янілостях, в яких вся органіка мінералізувалася мільярд років тому, і весь вуглець, що міститься в білках, жирах і вуглеводах перетворився на карбонати, співвідношення легких і важких атомів вуглецю буде вказувати на те, що скам'янілі залишки саме живої матерії. Але це на Землі, а що там, на Марсі?
За час своїх мандрів «К'юріосіті» набурив чимало отворів у різних марсіанських каменях. Якщо набурений кам'яний пил помістити в закритий контейнер і нагріти градусів едак до 500, то органічні речовини, що містяться в камені, почнуть розкладатися з виділенням нашого улюбленого метану. Звичайно, його буде небагато, але цілком достатньо, щоб чутливий прилад на кшталт мас-спектрометра зміг не тільки їх зафіксувати, але і визначити співвідношення ізотопів легкого і важкого вуглецю в метані.
Як пишуть у свіжій статті в PNAS дослідники з Університету штату Пенсільванія і декількох інших наукових центрів, в 22 з 24 зразків гірських порід, зібраних і досліджених «К'юріосіті», зміст важкого вуглецю-13 виявився менше середнього по планеті (хоча і розкид значень досить великий). Іншими словами, вуглець, що «застряг» в тих каменях, був збагачений легким ізотопом в ході якогось процесу. Ось тільки що це міг бути за процес?
У дослідників на цю тему, як зазвичай, є кілька гіпотез. Це могло бути стародавнє марсіанське життя, яке населяло кратер, коли в ньому давно-давно була вода. Притому, судячи з низької концентрації ізотопу вуглецю-13, на Марсі могли бути і організми-метаногени, що виробляють метан, і організми-метанотрофи, метан споживають. Тобто вуглець повинен був пройти «подвійне» збагачення легким ізотопом. Однак, прихильникам гіпотези «колись населеного Марса» рано радіти.
Вуглець зі зниженим вмістом важкого ізотопу міг прилетіти на Марс з космосу разом з космічним пилом. Вона якраз сильно збіднена важким вуглецем, і при вдалому збігу геофізичних обставин, що начебто вчасно настав оледеніння, цілком могла сплутати вуглецеві «карти» астробіологам. Але і це ще не все. Фотохімічні процеси в атмосфері, які можуть призводити до накопичення легких або важких ізотопів у тих чи інших речовинах, теж цілком здатні «мімікрувати» під життя в плані ізотопних слідів. Додати сюди ще різні хімічні реакції за участю мінералів у товщі марсіанської поверхні, і ми отримаємо, що з життям на Марсі знову нічого не ясно. Але, як кажуть, вода камінь точить. Тому марсоходи продовжать з великою ретельністю точити марсіанські камені, глибше бурити поверхню Червоної планети і досліджувати здобуті зразки більш точними приладами. Може, що і знайдуть.
За матеріалами PNAS.