Skabte naturlige batterier Mars 'organiske kulstof?

Mars som set af en af ​​Vikingebanerne i slutningen af ​​1970'erne. Vi ved nu, at der er organiske stoffer der, men hvor kom de fra? Billede via NASA.

I lang tid var det ikke kendt, om der eksisterede organiske forbindelser - forbindelser, der indeholder kul - på Mars. De er allestedsnærværende inden for levende ting på Jorden, men - på grund af dens tyndere atmosfære - vil disse forbindelser blive ødelagt på Mars 'overflade af stærk indkommende ultraviolet stråling. Stadig har forskere troet, at der skulle være nogle organiske stoffer på Mars - skjult i klipper eller måske lige under overfladen - selvom bare meget enkle fra meteoritterne, der rammer Mars regelmæssigt. Forskellige landere og rovere fandt antydninger til organiske stoffer, men intet for væsentligt. Derefter, tidligere i 2018, ramte Curiosity Rover endelig lønnet snavs og fandt bevis for rigelige organiske stoffer i de gamle mudstensten i Gale-krateret, der tidligere var en sø i Martian for milliarder af år siden. Disse kulstofmolekyler varierede fra enkle til forholdsvis komplekse, men deres faktiske oprindelse var stadig ukendt. De kunne oprettes ved hjælp af abiotiske processer (uden liv). Eller de kan være molekylresterne af enganglevende organismer.

Månekalendere i 2019 er her! Bestil din, før de er væk. Gør en god gave.

Nu har en ny undersøgelse foretaget af forskere ved Carnegie Institution for Science vist en mulig måde, hvorpå disse eller lignende organiske stoffer måske er blevet skabt på Mars. Det nye fagfællebedømte artikel - af Andrew Steele og hans kolleger - er blevet offentliggjort i Science Advances .

Forskerne studerede organiske stoffer, der findes i tre Martiske meteoritter - Tissint, Nakhla og NWA 1950 - og sammenlignede dem med de organiske stoffer, der blev opdaget af Curiosity. De fandt, at begge sæt organisk kulstof var ganske ens, hvilket antyder en mulig lignende oprindelse. Fra papiret:

Her viser vi, at Martiske meteoritter Tissint, Nakhla og NWA 1950 har en fortegnelse over organiske kulstofarter forbundet med væske-mineralreaktioner, der er bemærkelsesværdigt konsistente med dem, der påvises af Mars Science Laboratory-missionen [med dens Curiosity rover].

Tidligere i år fandt NASAs Curiosity rover organiske kulstofforbindelser i gamle mudsten, svarende til dem, der tidligere blev opdaget i Martiske meteoritter. Billede via NASA / GSFC.

Tidligere, i 2012, ledede Steele et andet hold, der bestemte, at de organiske stoffer, der blev fundet i 10 forskellige Martian-meteoritter, var oprindelig til Mars, ikke forurening fra Jorden, men heller ikke var biologisk oprindelige. Men hvis disse kulstofaflejringer ikke var biologiske, hvordan dannede de sig? Ifølge Steele:

At afsløre de processer, som organiske kulstofforbindelser dannes på Mars, har været et spørgsmål af en enorm interesse for at forstå dets potentiale for beboelighed.

Grundlæggende kan Mars 'organiske organer ifølge papiret være oprindeligt baseret på en række elektrokemiske reaktioner mellem saltvand og vulkanske mineraler - med andre ord naturlige "batterier."

Så hvad med de organiske stoffer, som Curiosity har fundet? Steele og hans team kiggede nærmere på de organiske stoffer i meteoritterne - ved hjælp af avanceret mikroskopi og spektroskopi - og fandt, at de sandsynligvis var skabt af elektrokemisk korrosion af mineraler i Marsberg med en omgivende salt flydende saltvand. Som Steele bemærkede:

Opdagelsen af, at naturlige systemer i det væsentlige kan danne et lille korrosionsdrevet batteri, der driver elektrokemiske reaktioner mellem mineraler og omgivende væske, har store konsekvenser for astrobiologifeltet.

Tissint Martian-meteorit, en af ​​flere, der viste sig at indeholde organisk materiale. Billede via Alain Herzog / EPFL.

En højopløsnings transmissionselektronmikrograf (skala 50 nm) fra et transmissionselektronmikroskop af et korn fra den Martiske meteorit Nakhla. De organiske kulstoflag findes mellem de intakte "tænder." Denne struktur oprettes, når de vulkanske mineraler fra Marsberg er i samspil med en salt saltopløsning og bliver anoden og katoden for et naturligt forekommende batteri i en korrosionsreaktion. Denne reaktion ville så have nok energi - under visse betingelser - til at syntetisere organisk kulstof. Billede via Andrew Steele / Science Advances.

Beviser dette, at kuriositeten organiske blev oprettet på samme måde? Nej, men det er et levedygtigt svar. Nysgerrigheden i sig selv er noget begrænset ved at være i stand til at bestemme, om nogen organiske stoffer er biologiske eller ikke. Den kommende rover i 2020 vil være i stand til det, har NASA sagt.

Holdet postulerer endvidere, at lignende processer også kan forekomme på Jupiters måne Europa, Saturns måne Enceladus og andre kroppe i vores solsystem - hvor som helst, hvor stødende klipper er omgivet af salt saltlake. Dette kan også have indflydelse på deres potentielle levedygtighed.

Nederste linje: Organiske oprindelse på Mars er stadig ukendt, men denne nye undersøgelse fra Carnegie Institution for Science kan indeholde nogle vigtige ledetråde for, hvordan i det mindste nogle af dem blev skabt.

Kilde: Organisk syntese på Mars ved elektrokemisk reduktion af CO2

Via Carnegie Institution for Science