На поверхности Марса марсоход НАСА Curiosity зафиксировал наличие самых крупных органических молекул, идентифицированных на текущий момент. Согласно сообщению НАСА, опубликованному 24 марта, данные были получены в результате анализа образца породы, собранного в районе Камберленд, расположенном в кратере Гейла – ударном кратере, где в прошлом существовало озеро.
В ходе исследования применялся прибор SAM (Sample Analysis at Mars), представляющий собой химическую лабораторию, интегрированную в марсоход. Он позволил провести термохимический анализ полученного образца. При нагревании исследователи зафиксировали сигналы, указывающие на присутствие трех органических молекул: декана, ундекана и додекана. Эти молекулы являются длинноцепочечными алканами, что означает, что они состоят исключительно из атомов углерода и водорода, выстроенных в длинные линейные цепочки.
Эти молекулы на Земле образуются в процессе распада жирных кислот, которые играют ключевую роль в клеточных мембранах. Обнаружение их на Марсе не является прямым доказательством биологической активности, однако указывает на значительную химическую сложность марсианской среды в период, когда на планете существовали условия для устойчивого существования жидкой воды.
Озерная среда залива Йеллоунайф
В мае 2013 года марсоход Curiosity взял образец породы Камберленд, пробурив его в районе залива Йеллоунайф кратера Гейла. Геохимический анализ показал, что эта область содержит следы марсианской среды, сформировавшейся около 3,7 миллиарда лет назад.
Первоначально образец характеризовался высоким содержанием глинистых минералов, сформировавшихся в условиях водной среды, серы, способствующей сохранению органических молекул, и нитратов – соединений, играющих важную роль в поддержании жизни на Земле. Также в образце зарегистрировано наличие метана, который содержит углерод, связанный с биологическими процессами, происходящими на Земле.
По данным исследований, в заливе Йеллоунайф ранее существовало древнее озеро. Озерная среда, характеризующаяся отложениями мелких пород, способна была концентрировать и сохранять органические молекулы на протяжении длительного периода, что делает ее перспективным местом для протекания пребиотических химических реакций.
Открытие длинноцепочечных алканов на Марсе
В рамках эксперимента, использующего SAM для выявления следов аминокислот в образце Камберленда, ученые не зафиксировали присутствия этих соединений, необходимых для формирования белка. Тем не менее, проведенный анализ выявил неожиданную находку: небольшое количество декана, ундекана и додекана – трех длинноцепочечных алканов, которые ранее не встречались на Марсе.
Учитывая, что эти алканы могли появиться в результате распада более крупных молекул при нагревании, ученые стремились установить, какие молекулы послужили их источником. Их гипотеза заключалась в том, что это были более длинные жирные кислоты: ундекановая, додекановая и тридекановая.
Для проверки выдвинутой гипотезы был проведен повторный эксперимент в лабораторных условиях, в ходе которого ундекановую кислоту смешали с глиной, имитирующей марсианский грунт. Нагревание смеси привело к выделению декана, что свидетельствует о возможности термического разложения. Дополнительное сопоставление полученных результатов с предыдущими исследованиями укрепило взаимосвязь между найденными алканами и разрушением более сложных жирных кислот.
Идентифицированные жирные кислоты содержат от 11 до 13 атомов углерода, в отличие от жирных кислот, образующихся в результате небиологических процессов, которые обычно имеют более короткие цепи, состоящие из менее чем 12 атомов углерода. Хотя эта особенность и не является неопровержимым доказательством, она представляет значительный интерес к данному открытию.
Существующие на Марсе приборы, такие как SAM, не позволяют точно идентифицировать крупные органические молекулы. Для получения достоверных ответов о происхождении этих молекул ученые предлагают провести их прямой анализ на Земле в рамках миссии Mars Sample Return.