Марсохід «Кьюріосіті» в пагорбах Пахрамп в грудні 2014 року
NASA / JPL-Caltech / University of Arizona
Хімічний аналіз озерних відкладень, знайдених марсоходом «К'юріосіті» в кратері Гейла, підтвердив наявність в гірських породах планети великої кількості різних органічних сполук: тіофенів, ароматичних і аліфатичних вуглеводнів. У статті, опублікованій в Science, вчені пишуть , Що вік досліджених мінералів, а, значить, і виявлених органічних речовин становить близько 3,5 мільярда років. Питання про походження марсіанської органіки залишається відкритим, вчені поки не виключають ні біологічні, ні абіогенні механізми її утворення.
Поряд з вивченням хімічного складу атмосфери Марса, одна з основних цілей марсохода «К'юріосіті» - це дослідження мінерального складу планети. Наприклад, завдяки аналізу грунту, марсоходу вдалося виявити в кратері Гейла силікатні відкладення піску, які стали свідченням існування на Марсі води 2,3 мільярда років тому. Крім того, аналіз хімічного складу мінералів показав наявність на планеті органічних речовин. У відкладеннях були виявлені сліди хлорбензолу і декількох хлорпроізводних алканів. Однак, незважаючи на те, що присутність органічних речовин було підтверджено кількома методами, ніякої інформації про вік цих з'єднань і їх можливі джерела отримано не було.
На цей раз група вчених із США, Мексики, Великобританії і Франції під керівництвом Дженніфер Ейгенброд (Jennifer Eigenbrode) з Центру космічних польотів Годдарда NASA провела хімічний аналіз осадових порід, взятих в двох точках формації Мюррея в пагорбах Пахрамп. Основу цих порід віком близько 3,5 мільярдів років складають філлосілікати, сульфати і оксид заліза. При цьому, оскільки раніше на цій ділянці, ймовірно, знаходилося озеро, то ці відкладення вчені вважали підходящим місцем для накопичення і збереження органічних речовин. Тому автори дослідження вивчили хімічний склад цих мінералів і дійсно виявили в них сліди органічних сполук.
Для цього вчені проаналізували склад газів, що виділилися в результаті високотемпературного піролізу зразків грунту при температурах від 500 до 820 градусів Цельсія в хімічній лабораторії SAM на борту марсохода. Вся газова суміш була проаналізована безпосередньо під час нагрівання за допомогою мас-спектрометрії, і зразок суміші був узятий для додаткового дослідження за допомогою методу, що поєднує газову хроматографію і мас-спектрометрії.
В результаті первинного аналізу газів вдалося показати наявність у відкладеннях великої кількості сірковмісних сполук: тиофена (C4H4S), 2- і 3-метілтіофенов (C5H6S) і метантіола (CH4S). Про можливу наявність інших сірковмісних органічних молекул можна судити тільки по досить слабким піків в спектрі. Присутність серосодержащей органіки підтверджується і наявністю в суміші неорганічних газів, що містять водень, сірку, вуглець і кисень. Що цікаво, молекулярного водню в цій суміші виявлено не було.
Крім молекул, що містять в своєму складі сірку, спектроскопічні дані також показали наявність в газовій суміші бензолу (C6H6), толуолу (C7H8), кількох алкилбензолов складу C8H9 і, можливо, хлорбензолу (C6H5Сl). Також було показано присутність аліфатичних органічних молекул, але їх точного складу встановити не вдалося. Наявність в органічних молекулах атомів азоту і кисню, за словами вчених, також можливо, але судити про це напевно за отриманими даними можна.
Докладніший аналіз з використанням газової хроматографії підтвердив наявність в мінералах тиофена і його похідних. Присутність в суміші газів ароматичних молекул вчені також не виключили, однак однозначних висновків з цього аналізу зробити не вдалося. При цьому дані по алифатическим з'єднанням не підтвердили результати первинного аналізу, і цими вимірами можна точно говорити лише про присутність таких молекул у відкладеннях, але не про їх точному складі.
Така велика кількість сірковмісних молекул автори роботи пояснюють стійкістю цих речовин. При цьому вчені відзначають, що всі виявлені органічні групи можуть бути частинами якихось більш складних молекул. Питання ж про точне походження цих речовин так і залишається відкритим: не можна виключати ні біологічні, ні геологічні джерела, ні можливе потрапляння органічних сполук на Марс з метеоритом. Однак зараз напевно можна стверджувати про те, що 3,5 мільярда років тому ці речовини на планеті вже були.
Нагадаємо, що крім органічних речовин в осадових породах на поверхні Марса, вчені також виявили метан в атмосфері планети. Точний механізм появи газу в атмосфері також поки невідомий, проте останні дані дозволяють припустити , Джерелом метану на Марсі можуть бути газові клатрати заховані під поверхнею планети.
Олександр Дубов
