Rover Curiosity změřil na Marsu vůbec poprvé klíčové ingredience pro život

Nově publikovaný výzkum kvantifikoval přítomnost organického uhlíku v horninách Marsu. Vůbec poprvé vědci využili data z roveru Curiosity ke změření celkového množství organického uhlíku – klíčové složky v organických molekulách – v marťanských horninách.

„Určení celkového množství organického uhlíku je jedním z několika měření (nebo ukazatelů), které pomáhají porozumět, jak velké množství materiálu je dostupné jako výchozí produkt pro prebiotickou chemii a potenciální biologii,“ říká Jennifer Stern z NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. „Objevili jsme přinejmenším 200 až 273 ppm (parts per million) částic organického uhlíku. To je srovnatelné nebo dokonce větší než množství objevené v horninách s velmi nízkým výskytem života na Zemi, jako je například poušť Atacama v Jižní Americe a více než bylo detekováno v meteoritech z Marsu.“

Organický uhlík je svázán s atomem vodíku. To je základ pro organické molekuly, které jsou vytvořeny a použity ve všech známých formách života. Avšak protože organický uhlík může rovněž pocházet z neživých zdrojů, jeho přítomnost na Marsu ještě nedokazuje existenci života. Může například pocházet z meteoritů, ze sopečné činnosti nebo se mohl vytvořit na místě v důsledku povrchových reakcí. Organický uhlík byl objeven na Marsu již dříve, avšak předchozí měření pouze vyprodukovaly informace o jednotlivých sloučeninách nebo představovaly měření zachycené jenom části uhlíku v horninách. Nová měření poskytují údaje o celkovém množství organického uhlíku přítomného v těchto horninách.

Ačkoliv je povrch Marsu v současné době nepřátelský vůči životu, existují důkazy, že před několika miliardami roků se klima na Marsu podobalo podmínkám na Zemi, s hustou atmosférou a kapalnou vodou, která vytvářela řeky a jezera. Protože kapalná voda je nezbytná pro výskyt života, jaký známe, vědci se domnívají, že život na Marsu, pokud se vůbec vyvinul, mohl být udržován na základě klíčových ingrediencí, jako je organický uhlík, pokud je přítomen v dostatečném množství.

Rover Curiosity povýšil oblast astrobiologie zkoumající obyvatelnost Marsu, studiem jeho klimatu a geologie. Rover navrtával vzorky z usazených hornin starých 3,5 miliardy roků v oblasti pojmenované “Yellowknife Bay” v kráteru Gale, kde se v minulosti nacházelo velké jezero. Usazeniny v kráteru Gale byly formovány, když se velmi jemný sediment (z fyzikálního a chemického zvětrávání sopečné horniny) ve vodě usazoval na dně jezera a byl zde pohřben. Organický uhlík byl součástí tohoto materiálu a byl začleněn do usazenin. Kromě kapalné vody a organického uhlíku měl kráter Gale i jiné podmínky napomáhající životu, jako jsou zdroje chemické energie, nízká kyselost a další chemické prvky nezbytné pro biologii, jako je kyslík, dusík a síra. „Základním způsobem by tato poloha měla nabídnout prostředí vhodné pro život, pokud byl vůbec někdy přítomen,“ říká Jennifer Stern, hlavní autorka článku publikovaného 27. 6. 2022 v Proceedings of the National Academy of Sciences.

K uskutečnění měření rover Curiosity doručil vzorky do přístroje SAM (Sample Analysis at Mars), kde elektrická pec zahřála práškovou horninu postupně na vysokou teplotu. Tento experiment využil kyslík a teplo k přeměně organického uhlíku na oxid uhličitý (CO2), jímž je měřen výtěžek množství organického uhlíku v hornině. Přidávaný kyslík a teplo umožňuje molekulám uhlíku rozdělit se na části a reagovat uhlíku s kyslíkem za vytvoření oxidu uhličitého. Trochu uhlíku je uzavřeno v minerálech a tak pec zahřívá vzorky na velmi vysoké teploty za účelem rozložení těchto minerálů a uvolnění uhlíku k jeho přeměně na oxid uhličitý. Experiment byl proveden v roce 2014, avšak vyžadoval roky analýzy k porozumění datům a přidání výsledků do kontextu dalších objevů mise v kráteru Gale. Intenzivní zdrojový experiment byl proveden pouze jednou během desetileté mise roveru Curiosity na planetě Mars.

Tento proces rovněž umožňuje přístroji SAM měřit poměry izotopů uhlíku, což vědcům rovněž pomůže porozumět původu uhlíku. Izotopy jsou verzemi chemických prvků s nepatrně odlišnou váhou (hmotnostní) kvůli přítomnosti jednoho nebo více dalších neutronů v centru (v jádru) jejich atomů. Například uhlík C-12 má šest neutronů, zatímco těžší uhlík C-13 má sedm neutronů, tedy o jeden více. Protože těžší izotopy mají sklon reagovat o trochu pomaleji než lehčí izotopy, uhlík z živých organismů je bohatší v podobě uhlíku C-12. „V tomto případě izotopické složení může ve skutečnosti nám pouze říci, jaká část z celkového množství je organický uhlík a jaká část připadá na minerální uhlík,“ říká Jennifer Stern. „Protože biologie nemůže být kompletně stanovena, izotopy nemohou být totiž ve skutečnosti využity k podpoře biologického původu tohoto uhlíku, jelikož se oblast překrývá s magmatickým (vulkanickým) uhlíkem a meteoritickým organickým materiálem, které mohou být velmi pravděpodobně zdrojem tohoto organického uhlíku.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/nasas-curiosity-rover-measures-key-life-ingredient-on-mars-for-first-time/

autor: František Martinek