Curiosity objevil látky, které mohou signalizovat biologickou aktivitu

Uhlík je rozhodující pro život. Proto kdykoliv detekujeme výrazné známky přítomnosti uhlíku, například někde na Marsu, může to signalizovat biologickou aktivitu. Může silný signál přítomnosti uhlíku v horninách Marsu signalizovat biologické procesy určitého typu? Jakýkoliv silný signál přítomnosti uhlíku je zajímavý, když pátráme po životě. Je to obvyklý chemický prvek ve všech formách života, jaký známe. Avšak existují rozdílné typy uhlíku a uhlík může být koncentrovaný v životním prostředí i z dalších důvodů. Neznamená totiž automaticky, že kde je uhlík, tam musí být i život.

Atomy uhlíku mají vždycky v jádru šest protonů, ale počet neutronů může být proměnlivý. Atomy uhlíku s odlišným počtem neutronů označujeme jako izotopy. Tři izotopy uhlíku se vyskytují přirozeně: C12 a C13, které jsou stabilní, a C14, který je radionuklidem (nuklidem s jádry podléhajícími radioaktivní přeměně). Izotop C12 má šest neutronů, C13 má sedm neutronů a C14 až osm neutronů.

Když se uhlík stane součástí života, je preferován izotop C12. Je využíván ve fotosyntéze nebo při trávení potravy. Důvod je relativně jednoduchý. Izotop C12 má o jeden neutron méně než C13, což znamená, že když se spojuje s dalšími atomy a produkuje molekuly, vytváří méně spojení, než izotop C13 dělá za stejné situace. Život je v podstatě pomalý (líný) a vždycky bude hledat snadnější cestu k existenci. C12 je snadnější pro použití, protože vytváří méně vazeb než C13. To je snadnější pro spojení než u C13 a život nikdy nevyužívá obtížnější cesty, když je dostupná ta snadnější.

Vědecká pojízdná laboratoř Curiosity usilovně pracuje na Marsu uvnitř kráteru Gale, kde pátrá po stopách života. Odvrtává kusy horniny, získává rozemleté vzorky a umísťuje je do palubní chemické laboratoře. Tato laboratoř nese označení SAM, což je zkratka pro Sample Analysis at Mars. Uvnitř laboratoře SAM probíhá pyrolýza vzorku k jeho vysušení a přeměně uhlíku v hornině na metan. Pyrolýza se provádí v proudu inertního hélia z důvodu ochrany před jakoukoliv kontaminací během procesu. Mezitím je studován plyn pomocí přístroje pojmenovaného Tunable Laser Spectrometer za účelem zjištění, jaké izotopy uhlíku jsou přítomny.

Vědecký tým stojící v pozadí laboratoře SAM na palubě Curiosity se podíval na 24 vzorků horniny během tohoto studijního procesu a v poslední době objevil něco, co stojí za povšimnutí. Šest vzorků vykázalo zvýšený poměr C12 vůči C13. V porovnání s pozemským zastoupením obvyklého poměru C12/C13 vzorky z těchto šesti míst obsahovaly o více než 70 ‰ (promile) více izotopu C12. Na Zemi je 98,93 % uhlíku v podobě izotopu C12, izotop C13 představuje zbývajících 1,07 %.

To je vzrušující zjištění, a jestliže by takové výsledky byly získány na Zemi, může to být signál, že biologické procesy produkují velké množství uhlíku C12.

Na pradávné Zemi povrchové bakterie produkovaly metan jako vedlejší produkt. Jsou označovány jako metanogenní a jsou to prokaryotické organismy z domény bakterií Archea. Metanogenní bakterie jsou stále ještě i v současné době přítomné na Zemi v anoxických mokřadech, v zažívacích traktech přežvýkavců a v extrémních prostředích, jako jsou horké prameny.

Tyto bakterie produkují metan, který vstupuje do atmosféry a interaguje s ultrafialovým zářením. Interakce vytvářejí mnohem složitější molekuly, které „prší“ dolů na zemský povrch. Jsou uchovávány v horninách společně s jejich signaturami uhlíku. Totéž se může odehrávat na Marsu a pokud je tomu skutečně tak, mohou být cílem pro zkoumání pomocí roveru Curiosity.

„Hledáme na Marsu věci, které jsou provokativně zajímavé, ale potřebovali bychom vskutku více důkazů, abychom mohli říci, že jsme identifikovali život,“ říká Paul Mahaffy, bývalý hlavní vědecký pracovník pro laboratoř SAM roveru Curiosity. „Tak pohlížíme na to, co ještě může způsobovat přítomnost uhlíku, který vidíme, když ne život.“

Ve svém článku autoři píší: „Jsou zde rozmanitá pravděpodobná vysvětlení pro anomálně ochuzený uhlík C13 pozorovaný v uvolněném metanu, avšak žádné jediné vysvětlení nemůže být akceptováno bez dalšího výzkumu.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/mars-curiosity-rover-sees-a-strong-carbon-signature-in-a-bed-of-rocks-could-indicate-biological-activity/

autor: František Martinek