_ Urmărirea originilor materia organică din sedimentele marțiane

Deși Marte prezintă un peisaj sterp, prăfuit, fără semne de viață până acum, caracteristicile sale geologice, cum ar fi deltele, albiile lacurilor și văile râurilor sugerează cu tărie un trecut în care apa curgea cândva din abundență. suprafața acestuia. Pentru a explora această posibilitate, oamenii de știință examinează sedimentele conservate în apropierea acestor formațiuni. Compoziția acestor sedimente conține indicii despre condițiile timpurii de mediu, despre procesele care au modelat planeta de-a lungul timpului și chiar despre semne potențiale ale vieții anterioare.

Într-una astfel de analiză, sedimentele colectate de roverul Curiosity de la Gale. Craterul, despre care se crede că este un lac străvechi format în urmă cu aproximativ 3,8 miliarde de ani din cauza impactului unui asteroid, a scos la iveală materie organică. Cu toate acestea, această materie organică a avut o cantitate semnificativ mai mică de izotop de carbon-13 (13C) în comparație cu izotopii de carbon-12 (12C) în comparație cu ceea ce se găsește pe Pământ, sugerând diferite procese de formare a materiei organice pe Marte.

Acum, un studiu publicat în revista Nature Geoscience pe 9 mai 2024, elucidează această discrepanță. O echipă de cercetare, condusă de profesorul Yuichiro Ueno de la Institutul de Tehnologie din Tokyo și profesorul Matthew Johnson de la Universitatea din Copenhaga, a descoperit că fotodisociarea dioxidului de carbon (CO2) din atmosferă la monoxid de carbon (CO) și reducerea ulterioară au ca rezultat materie organică. cu conținut de 13C epuizat.

„La măsurarea raportului de izotop stabil între 13C și 12C, materia organică marțiană are o abundență de 13C de 0,92% până la 0,99% din carbonul care o alcătuiește. Aceasta este extrem de scăzută. în comparație cu materia organică sedimentară a Pământului, care este de aproximativ 1,04%, și CO2 atmosferic, în jur de 1,07%, ambele fiind rămășițe biologice și nu sunt asemănătoare cu materia organică din meteoriți, care este de aproximativ 1,05%", explică Ueno.

Marte timpuriu avea o atmosferă bogată în CO2 care conține atât izotopi 13C, cât și 12C. Cercetătorii au simulat diferite condiții ale compoziției și temperaturii atmosferei marțiane în experimente de laborator. Ei au descoperit că atunci când 12CO2 este expus la lumina ultravioletă solară (UV), absoarbe în mod preferenţial radiaţia UV, ceea ce duce la disocierea acestuia în CO epuizat la 13C, lăsând în urmă CO2 îmbogăţit în 13C.

Această fracţionare izotopică (separare). de izotopi) se observă și în atmosferele superioare ale lui Marte și Pământului, unde iradierea UV de la soare determină disocierea CO2 în CO cu conținut de 13C epuizat. Într-o atmosferă marțiană reducătoare, CO se transformă în compuși organici simpli precum formaldehida și acizii carboxilici.

În perioada timpurie a erei marțiane, cu temperaturi la suprafață apropiate de punctul de îngheț al apei și care nu depășesc 300 K (27° C), acești compuși s-ar putea să se fi dizolvat în apă și să se fi depus în sedimente.

Folosind calcule model, cercetătorii au descoperit că într-o atmosferă cu un raport CO2 la CO de 90:10, o conversie de 20% a CO2 la CO ar duce la materie organică sedimentară cu valori δ13CVPDB de -135‰. De asemenea, CO2 rămas ar fi îmbogățit în 13C cu valori δ13CVPDB de +20‰. Aceste valori se potrivesc îndeaproape cu cele observate în sedimentele analizate de roverul Curiosity și estimate de la un meteorit marțian. Această descoperire indică un proces atmosferic mai degrabă decât unul biologic, ca principală sursă de formare a materiei organice pe Marte timpurie.

„Dacă estimarea din această cercetare este corectă, poate exista o cantitate neașteptată de material organic. prezent în sedimentele marțiane. Aceasta sugerează că viitoarele explorări ale lui Marte ar putea descoperi cantități mari de materie organică”, spune Ueno.

(Fluierul)