Co mají uhlí, ropa a lanýže společného? Pokračuj. Budeme čekat.
Odpovědí jsou thiofeny, molekula, která se chová podobně jako benzen. Surová ropa, uhlí a lanýže všechny obsahují thiofeny. Udělejte také několik dalších látek. MSL Zvědavost našla na Marsu thiofeny, a ačkoli to neprokazuje přesvědčivě, že Mars jednou hostil život, jeho objev je důležitým milníkem pro rover. Obzvláště proto, že lanýže jsou živé a ropa a uhlí bývaly, tak nějak.
Citace z webu zvědavosti NASA nám připomíná, co je roverovo poslání: „Zvědavost byla navržena tak, aby posoudila, zda Mars měl prostředí schopné podporovat malé formy života zvané mikroby. Jinými slovy, jeho posláním je určovat „obyvatelnost planety“. ““
Dvojice vědců z berlínské technické univerzity si myslí, že zvědavost thiofenů na Marsu by mohla být podpisem raného marťanského života. Pokud mají pravdu, byl Mars najednou obýván jednoduchými formami života. Své poznatky představili v novém dokumentu.
Dvojice jsou Dirk Schulze-Makuch a Jacob Heinz. Schulze-Makuch je také astrobiologem na Washingtonské státní univerzitě. Jejich článek je nazván „Thiofeny na Marsu: Biotický nebo abiotický původ?“ Je publikován v časopise Astrobiology.
MSL zvědavost našla thiofeny v marťanských sedimentech. Je to jedna z mnoha zajímavých molekul na Marsu, které by mohly mít biotický původ. Thiofeny mohou také mít abiotický původ prostřednictvím diageneze, což jsou fyzikální a chemické změny, ke kterým dochází, když se sedimenty stanou sedimentární horninou.
Aby bylo možné najít thiofeny v marťanských sedimentech, musela zvědavost nejprve zahřát vzorek nad 500 ° C. Potom ji zvědavost prozkoumala pomocí přístroje SAM (Sample Analysis at Mars). SAM analyzoval plyny přicházející ze vzorku pomocí plynové chromatografie-hmotnostní spektrometrie. SAM je ve skutečnosti tři nástroje v jednom a společně hledají organické chemikálie.
"Identifikovali jsme několik biologických cest pro thiofeny, které se zdají být pravděpodobnější než chemické, ale stále potřebujeme důkaz," řekl v tiskové zprávě Dirk Schulze-Makuch. "Pokud na Zemi najdete thiofeny, pak byste si mysleli, že jsou biologické, ale na Marsu samozřejmě musí být bar o něco vyšší."
Thiofeny mají strukturu, která naznačuje možný biotický původ. Mají čtyři atomy uhlíku a jeden atom síry uspořádané v kruhu s atomy vodíku. Uhlovodíky jsou základními prvky organické chemie a uhlovodíkové molekuly obsahující atomy síry jsou důležitou součástí studia organické chemie.
Existují nebiologické zdroje thiofenů. Mohou být vytvořeny vlivy meteorů a procesem zvaným termochemická redukce síranu, kde se sloučeniny zahřívají nad 120 ° C.
Ale jsou to nejzajímavější biologické zdroje thiofenů. V dávné minulosti, asi před 3 miliardami let, byl Mars mnohem jiným místem. Pravděpodobně mělo teplé a mokré prostředí, které nemohlo zachránit život. Tyto prastaré bakterie mohly biologicky usnadnit proces redukce síranů, což vedlo k tiofenům, které zvědavost detekovala.
Technologie se pohybuje rychle. Zvědavost byla mnohem vyspělejší než její předchůdci Spirit and Opportunity. Pro analýzu využívá technologii, která rozděluje velké molekuly na menší molekuly. Ale když příští Mars rover, mise ESA ExoMars, dorazí na červenou planetu, přinese to ještě pokročilejší technologii.
ExoMars MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer) je přední astrobiologický nástroj na roveru ExoMars a také největší nástroj. Je to trochu rafinovanější než nástroj zvědavosti a nespoléhá se na fragmentaci při studiu molekul. MOMA umožní sběr a studium větších molekul.
MOMA použije koncept homochirality k identifikaci molekul jako biotických nebo abiotických, což nemůže zvědavost MSL udělat. Homochiralita je vlastnost aminokyselin a cukrů. Mnoho organických molekul nezbytných pro život, včetně aminokyselin a cukrů, se může vyskytovat jak v levostranných, tak v pravostranných typech, označovaných jako jejich chiralita.
V životě na Zemi je 19 z 20 aminokyselin homochirových a levotočivých, zatímco cukry, které jsou součástí RNA a DNA, jsou homochirové a pravotočivé. Homochiralita je nezbytná pro účinný metabolismus. Stejné chemikálie, které se vyrábějí v laboratoři, však budou mít stejný počet levotočivých i pravotočivých typů. Základní myšlenkou je, že pokud najdeme homochirální stavební kameny života, pravděpodobně mají biologický zdroj.
Poměry izotopů mohou také rozlišovat mezi stejnými atomy s biotickým nebo abiotickým původem. Schulze-Makuch a Heinze, autoři této práce, si myslí, že některá data z ExoMars roveru by měla být použita také k vyhledání izotopů uhlíku a síry. Zejména lehčí izotopy obou. Myslí si, že právě tam najdeme biologický původ.
"Organismy jsou" líné. "Raději by použili variace prvku izotopů světla, protože je to méně energie," řekl Schulze-Makuch.
Lifeforms mají tendenci měnit rovnováhu mezi lehkými izotopy a těžkými izotopy prvků, které produkují. Tento poměr je odlišný od poměru stejných prvků v jejich stavebních blocích. Podle Schulze Makucha je to „výmluvná známka života“.
Diskuse o životě na Marsu probíhají po celá desetiletí. Když byli vikingští přistáli na Marsu v roce 1976, provedli první měření in situ a hledali organické sloučeniny. To, co našli, je dodnes poněkud kontroverzní, protože žádné laboratorní experimenty nebyly schopny tyto výsledky zcela obnovit. Ve vědecké komunitě se však obecně věří, že vikingské nálezy lze vysvětlit abiotickými zdroji.
ExoMars rover je náš další krok k pochopení starobylého Marsu. Jeho experimentální výsledky nás mohou přiblížit o krok blíže k poznání, pokud byl Mars kdysi hostitelem života. Bohužel nás to ale nemusí dostat až k tomuto závěru.
"Jak řekl Carl Sagan," mimořádné nároky vyžadují mimořádné důkazy, "řekl Schulze-Makuch. "Myslím, že důkaz bude opravdu vyžadovat, abychom tam skutečně poslali lidi, a astronaut prohlédne mikroskopem a uvidí pohyblivý mikrob."
Více:
- Tisková zpráva: Studie zjistí, že organické molekuly objevené kuriozitou Rover jsou v souladu s raným životem na Marsu
- Publikované studium: Thiofeny na Marsu: Biotický nebo abiotický původ?
- Nástroj Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA): Charakterizace organického materiálu v marťanských sedimentech
