Марсианская атмосфера содержит как легкий углерод (углерод-12), который преобладает в Солнечной системе, так и тяжелый (изотоп углерод-13: атом углерода-12 с дополнительным нейтроном). Последние наблюдения с орбитального аппарата ЕКА ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) демонстрируют образование легкого угарного газа в марсианской атмосфере, где двуокись углерода разлагается под действием солнечного света.
Шохей Аоки из Токийского университета и Королевского бельгийского института космической аэрономии совместно с коллегами проанализировали данные, собранные на восьми орбитах TGO в марте-апреле 2022 года европейским прибором NOMAD. NOMAD регистрировал прохождение солнечных лучей через атмосферу Марса, определяя количество, состав и содержание углерода в присутствующих газах.
Наблюдения выявили, что постоянные процессы в атмосфере Марса образуют монооксид углерода с меньшим количеством тяжелого углерода, чем предполагалось ранее. Такое открытие поддерживает идею о том, что взаимодействие солнечного света и сложных химических реакций привело к образованию соединений на основе углерода (органических веществ), которые присутствуют на поверхности Марса в настоящее время.
Образование органических веществ на Марсе.
Исследователи изучили процесс расщепления углекислого газа (CO2) в атмосфере Марса под воздействием солнечного света. В результате образуются кислород и угарный газ (CO). Легкий CO2, содержащий легкий углерод, легче расщепляется, чем «тяжелый» CO2. Это приводит к большему накоплению легкого CO в марсианской атмосфере.
Измерения относительных количеств изотопов углерода-12 и углерода-13 дают важную информацию о прошлом и настоящем окружающего мира, поскольку множество процессов, как краткосрочных, так и долгосрочных, влияют на это соотношение. фотосинтезеРастения и животные чаще всего содержат больше углерода-12 из-за большей распространенности легкого углерода.
Новые измерения уточняют открытие марсохода NASA Curiosity прошлого года. Многие из 3,5-миллиарднолетних отложений, собранных Curiosity в кратере Гейл, удивляют своей удивительной бедностью тяжелого углерода и изобилием легкого.
Хеmical reason for abundance of light carbon
В течение последних лет учёные выдвинули несколько предположений об причинах этого явления, начиная от облаков межзвездной пыли, периодически падающих на Марс, и заканчивая древними микроорганизмами, выделяющими метан. На Земле сильное истощение углерода часто указывает на наличие жизни, поскольку биологические процессы в основном используют и генерируют более лёгкие изотопы углерода.
Новые открытия, совершенные при помощи TGO, указывают на другое направление. Предполагается, что причина необычного баланса углерода, как в атмосферном CO, так и в кратере Гейла, может быть химической, а не биологической.
Учёные провели моделирование воздействия процесса на углекислый газ Марса, и полученные ими данные совпали с данными, собранными при помощи аппарата NOMAD на Красной планете. ) к официальному исследованию ().
Результаты подтверждают гипотезу о том, что марсианская атмосфера в прошлом содержала большое количество угарного газа, который способствовал образованию органических веществ на поверхности планеты.