Известен метеорит на Марс, сега с азот

Тъмно оцветена скала с груба повърхност с форма на картоф с малък черен куб до него.

Марсиански метеорит ALH 84001 в космическия център Джонсън, малко след като се върна от Антарктида. За мащаб, черният куб е 1 см (около 0,4 инча) отстрани. Външната страна на ALH 84001 е частично покрита с черна термоядрена кора, типична за прясно паднали метеорити. Интериорът е равномерно зеленикаво сиво. Изображение чрез космическия център на НАСА Джонсън/LPI.


В продължение на десетилетия учените търсят доказателства заорганични съединения- градивните елементи на живота - на Марс. МарсоходътЛюбопитствопървопотвърденоорганика в марсиански скали преди няколко години. Тогава, в края на април 2020 г., по-вълнуващи новини ... изследователи от Института за наука за живота на Земята в Япония заявиха, че са открили органични молекули, съдържащи азот, на 4 милиарда години, в известнаМарсиански метеорит, скала, изхвърлена от Марс, вероятно чрезударно събитие, които преминаха междупланетното пространство и в крайна сметка кацнаха на Земята. Метеоритът не е нищо друго освен Алън Хилс 84001 (ALH 84001), известен метеорит на Марс, открит в снежните полета на Антарктида през 1984 г. Тази нова работа- и откриването на азот в този метеорит- може да бъде ключ към разбирането как органичните органи са възникнали на Марс и дали някой от тях може да е живот- свързани.

Новоторецензиранконстатации бяхапубликуванивNature Communicationsна 24 април 2020 г.


Изследователският екип, включително ученАцуко Кобаяшиот Института за наука за живота на Земята (ELSI) в Токийския технологичен институт и изследователMizuho Koikeот Института по космическа и астронавтична наука към Японската агенция за космически изследвания (JAXA), е открил азотосъдържащ органичен материал вкарбонатминерали вътре в метеорита. Изчислено е, че органичните вещества са на 4 милиарда години. Отхартия:

Разбирането на произхода на органичните материали на Марс е основен въпрос в съвременната планетарна наука. Последните роботизирани проучвания на марсиански седиментни скали и лабораторни анализи на марсиански метеорити съобщават за правдоподобни местни органични компоненти. Малко се знае за техния произход, еволюция и запазване. Тук съобщаваме, че 4-милиардните (Ga) карбонати в марсианския метеорит, Allan Hills 84001, запазват местните азотни (N) носещи органични вещества, като разработват нова техника за високопространствена разделителна способност in situ N-химическо видообразуване. Органичните материали са синтезирани локално и/ или доставени метеоритно на Марс по време наНоахийска възраст. Карбонатите, променящите минерали от марсианската приповерхностна водна течност, улавят и държат органичните материали непокътнати за дълги геоложки времена. Това присъствие на N-носещи съединения изисква абиотична или евентуално биотична N-фиксация и съхранение на амоняк, което предполага, че ранният Марс е имал по-малко окисляваща среда от днешната.

Две изображения: груба, набита тъмна скала отляво и камениста текстура с по-светъл цвят отдясно.

Фрагмент от марсианския метеорит ALH 84001 (вляво). Уголемена област, показваща оранжево оцветените карбонатни зърна (вдясно). Изображение чрез Koike et al. (2020)/Nature Communications/ELSI.

Малка квадратна снимка на скала и две големи графики с много вълнообразни линии и сини ленти.

Анализ на карбонатите в марсиански метеорит ALH 84001, които съдържат азот-съдържащи органични вещества (сини ленти). Изображение чрез Koike et al. (2020)/Nature Communications/ELSI.




Цветни илюстрации на скала, океан и вулкан, с текстови анотации.

Възможни абиотични начини за създаване на органични вещества, съдържащи азот, на древен Марс. Изображение чрез Koike et al. (2020)/Nature Communications/ELSI.

Самите карбонатни минерали са значителни, тъй като обикновено се утаяват от подземните води на Земята. Това добавя още повече доказателства, заедно с всички данни от различни марсоходи и орбитални устройства, че някога Марс е бил много по -влажен, отколкото е сега, с изобилие от органични вещества. Подобна среда би могла да бъде идеална за живота, за да се даде старт на планетата.

Изследователите са използвали най-съвременни аналитични техники, за да определят съдържанието на азот в карбонатите.

И така, защо азотът е важен?


Първо, екипът установи, че количеството азот под формата нанитрате незначителен, което означава, че ранният Марс е имал много по -малко окисляваща среда, отколкото днес. (Окисляването е, когато веществото се комбинира химически с кислород или другокислител. Добър пример е металът от желязо или стоманаръждясващв присъствието на кислород и вода.) Това е добра новина за евентуалната поява на живот, тъй като нитратът е много силен окислител. Също така, както е отбелязано в статията, тези азотсъдържащи съединения изискват едно от дветеабиотичен(небиологични) илибиотичен(биологична) фиксация. Документът обсъжда различни възможни абиотични източници, но за съжаление не и биотичните.

Механичен роувър, седнал на червен терен с вградена графика на молекула във формата на мисловен балон.

Марсоходът Curiosity също е открил органични вещества в скалите на Марс. Изображение чрез НАСА/Програма за изследване на Марс.

Въпреки че констатациите показват още повече доказателства за органични вещества в ранния Марс, учените все още не знаят точно как са създадени тези органични вещества. Те могат да бъдат абиотични, биотични или и двете. Смята се, че метеорити и комети са доставили поне някои от тях на повърхността на древен Марс, но се смята, че други органични вещества са се образували директно на самата планета.

Изследователите също трябваше да се уверят, че органичните вещества са наистина марсиански, а не земни. За да направят това, те използваха сребърна лента в чиста лаборатория на ELSI, за да изтръгнат малките карбонатни зърна, които са с ширината на човешка коса, от метеорита гостоприемник. След това зърната бяха подготвени за допълнително отстраняване на всички възможни повърхностни замърсители със сканиращ електронен микроскоп-фокусиран йонен лъчинструмент в JAXA. Освен това те използваха техника, наречена азотна K-edge микро рентгенова абсорбция в близост до ръбова структура (µ-КАНЕС) спектроскопия, която им позволява да откриват азот, присъстващ в много малки количества, и да определят под каква химична форма се намира този азот. За сравнение, контролните проби от близките магматични минерали в метеоритите не показват откриваем азот, което показва, че органичните молекули са само в карбоната.


Повърхностните условия на сегашния Марс са изключително враждебни за запазването на органичните вещества, но както показа това изследване и тези, основани на откритията на Curiosity, органичните вещества все още могат да се съхраняват доста добре в скалите. Може също да има много органични съединения в почти повърхността на Марс, които все още чакат да бъдат намерени. Органичните вещества, открити от Curiosity, са вкални камъни-съставен от глина и частици с размер на тиня от древна кал-която е била на дъното на езера вКратер Гейл. Бъдещи мисии, като предстоящитеУстойчивост ровър, ще могат да определят допълнително изобилието от органични вещества, които все още са на Марс.

Усмихната жена с дървета на заден план.

Ацуко Кобаяши от ELSI, един от изследователите, участващи в новото проучване. Изображение чрезELSI.

Отхартия:

Независимо от произхода, наличието на органичен и редуциран азот на ранния/ среден ноахиански Марс показва важността на азиатския цикъл на Марс. Ако значителни количества и вариации на органични вещества са произведени и/или доставени и запазени в марсианската приповерхностна система в геоложки мащаби, тези съединения имат шанс да се развият в по-сложни форми. Очаква се допълнителни скрити записи за азиатския цикъл на Марс да бъдат получени чрез бъдещи изследвания, включително мисия за връщане на проба от eXploration на Martian Moons (MMX), Мисии за връщане на проби от Марс и проучване на подземието на Марс, както и по -нататъшни усъвършенствани изследвания на марсиански метеорити.

Откриването на азот в някои марсиански органични органи е друга важна стъпка към разбирането как органичните съединения са се образували на древен Марс, колко изобилни биха могли да бъдат те и дали някое от тях може да бъде доказателство за самия живот.

В крайна сметка: Изследователите са открили органични молекули, съдържащи азот, на 4 милиарда години, в марсиански метеорити.

Източник: In-situ запазване на азот-съдържащите органични вещества в ноахийските марсиански карбонати

Чрез ELSI