Kluczowy etap przed lotem na Marsa. Instrumenty nowego łazika w akcji
Czy ślady dawnego życia na Marsie mogły przetrwać miliardy lat w skałach? Zanim łazik Rosalind Franklin wyruszy w 2030 roku na poszukiwania, naukowcy z Instytutu Maxa Plancka, Uniwersytetu w Getyndze i Uniwersytetu Wybrzeża Lazurowego w Nicei sprawdzili na ziemskim „zamienniku” Marsa, czy jego instrumenty są na to gotowe.
Udowodnienie, że życie istniało na Marsie, to trudne zadanie nawet dla europejskiego łazika specjalizującego się w wykrywaniu cząsteczek organicznych. Jak odróżnić związki organiczne pochodzące z dawnych organizmów od tych powstałych w procesach niebiologicznych? Naukowcy stawiają na pristan (C19H40) i fitan (C20H42) – stabilne węglowodory obecne na Ziemi jako składniki ropy naftowej.
– Jeśli życie kiedyś istniało na Marsie, cząsteczki takie jak pristan i fitan stanowią ważne biosygnatury molekularne, które mogłyby przetrwać do dziś – powiedział Guillaume Leseigneur z MPS, główny autor badania.
Lustrzane cząsteczki jako wskaźnik życia
Pristan i fitan mają jeszcze jedną cechę przydatną w poszukiwaniach: są chiralne, czyli mogą występować w dwóch wariantach przestrzennych – enantiomerach, różniących się układem atomów jak lewa i prawa ręka.
– Chiralność to cenne narzędzie w poszukiwaniu dawnego życia pozaziemskiego – powiedział współautor Uwe Meierhenrich.
U organizmów żywych chiralne cząsteczki występują niemal wyłącznie w jednej konfiguracji – tak jest na Ziemi i tak musiałoby być w przypadku życia pozaziemskiego. Cząsteczki z nieożywionych źródeł powinny natomiast zawierać obie formy w równych proporcjach.
Rozróżnianie takich wariantów to zadanie dla instrumentu MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer), zbudowanego pod kierunkiem MPS i łączącego chromatograf gazowy, spektrometr mas, piece oraz laser. Podgrzane próbki skał uwalniają gazy, które przechodzą przez kapilarne rurki – ponieważ warianty chiralne reagują z ich powłokami w różnym tempie, da się je rozdzielić w czasie. Naukowcy po raz pierwszy osiągnęli to dla pristanu i fitanu, używając replik lamp MOMA.
– Chiralne rozdzielenie pristanu i fitanu wymaga wysokiej czułości instrumentów i dokładności pomiarów, które, jak pokazujemy, MOMA potrafi osiągnąć – dodała także współautorka Fatma Yesil Sahan.
Zanieczyszczenie z atmosfery, nie z miejsca odkrycia
Jako zamiennik skał marsjańskich posłużyły próbki meteorytu Murchison, który spadł w Australii w 1969 roku. Naukowcy zakładali, że obecne w nim pristan i fitan to skażenie biologiczne z miejsca znalezienia. Wynik pomiarów był jednak zaskakujący: meteoryt zawierał wszystkie warianty chiralne obu związków w równych proporcjach – inaczej niż mogłaby to dać biomasa z miejsca odkrycia.
Zespół wnioskuje, że zanieczyszczenie zebrało się podczas przelotu przez atmosferę, w kontakcie z aerozolami ze spalania paliw kopalnych. Na taki mechanizm wskazują pomiary porównawcze pristanu i fitanu w łupkach roponośnych.
– Ropa naftowa powstaje w tych skałach przez miliony lat na dużych głębokościach pod wpływem ciepła i ciśnienia – powiedział współautor Manuel Reinhardt.
W takich warunkach nierównowaga chiralna zostaje utracona, co tłumaczy równe proporcje wariantów w meteorycie.
Naukowcy traktują wyniki jako udany test instrumentu MOMA przed misją na Marsa, ale też jako punkt wyjścia do pytań o pochodzenie cząsteczek organicznych w meteorytach i rosnące zanieczyszczenie atmosfery związkami ropopochodnymi. MOMA jest częścią misji ESA ExoMars, opracowanej i finansowanej przez Europejską Agencję Kosmiczną.
Źródło: Instytut Maxa Plancka ds. Badań Układu Słonecznego
Czytaj też: Naukowcy stworzyli „mini wszechświat” do pomiaru czasu bez zegara!
Grafika tytułowa: Planet Volumes / Unsplash
