NASA’nın Curiosity Mars gezicisi, bu bulutları, gezici görevinin 3.063. Mars günü olan 19 Mart 2021’de gün batımından hemen sonra yakaladı. Görüntü, birbirine dikilmiş ve renk düzeltmesi yapılmış 21 ayrı görüntüden oluşur, böylece sahne insan gözüne olduğu gibi görünür. Kredi: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Tespit edilen karbon türü, Dünya’daki biyolojik süreçlerle ilişkilidir. Merak bilim adamları, olağandışı karbon sinyalleri için çeşitli açıklamalar sunuyor.
Yüzeyden toplanan toz kaya numunelerinin analizinin ardından Mars ile NASABilim adamları, Curiosity rover’ına göre, örneklerin birçoğunun, Dünya’daki biyolojik süreçlerle ilişkili bir tür karbon açısından zengin olduğunu açıkladılar.
Bulgu merak uyandırıcı olsa da, bilim adamları henüz eski bakteriler tarafından üretilen tortul kaya oluşumları veya çeşitli karmaşık organik bileşikler gibi eski veya mevcut biyolojinin kesin destekleyici kanıtlarını henüz bulamadıkları için, Mars’taki eski yaşamı işaret etmiyor. yaşamın oluşturduğu moleküllerdir.
Mars’ta Numune Analizi (SAM) kimya laboratuvarının baş araştırmacısı olarak görev yapan Paul Mahaffy, “Mars’ta heyecan verici derecede ilginç şeyler buluyoruz, ancak yaşamı tanımladığımızı söylemek için gerçekten daha fazla kanıta ihtiyacımız var” dedi. Aralık 2021’de NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden emekli olana kadar Curiosity’de. “Yani, gördüğümüz karbon imzasına hayat olmasa da başka ne sebep olmuş olabilir diye bakıyoruz.”
Yayınladıkları bulguların bir raporunda Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı 18 Ocak 2022 tarihli dergide, Curiosity bilim adamları, tespit ettikleri olağandışı karbon sinyalleri için birkaç açıklama sunuyor. Hipotezleri kısmen Dünya’daki karbon imzalarından alınmıştır, ancak bilim adamları iki gezegenin o kadar farklı olduğu konusunda uyarıyorlar ki, Dünya örneklerine dayanarak kesin sonuçlar çıkaramıyorlar.
Bu görüntü, NASA’nın Mars Merak gezgini tarafından Gale Krateri’ndeki “Vera Rubin Sırtı” üzerinde bir örnek toplarken yapılan Highfield sondaj deliğini göstermektedir. Kredi: NASA/Caltech-JPL/MSSS
Goddard astrobiyoloğu Jennifer L. Eigenbrode, “En zor şey, Dünya’yı bırakmak ve sahip olduğumuz önyargıyı bırakmak ve gerçekten Mars’taki kimya, fizik ve çevresel süreçlerin temellerine girmeye çalışmaktır” dedi. karbon çalışması. Daha önce, Eigenbrode, Mars yüzeyinde karbon içeren sayısız organik molekülün tespitinde uluslararası bir Merak bilim adamları ekibine liderlik etti.
Eigenbrode, “Zihnimizi açmamız ve kutunun dışında düşünmemiz gerekiyor,” dedi ve “bu makalenin yaptığı da bu.”
Biyolojik açıklama Merak bilim adamlarının makalelerinde sundukları, Dünya yaşamından esinlenmiştir. Ultraviyole ışığın bu gazı daha büyük, daha karmaşık moleküllere dönüştüreceği atmosfere metan saldıkları için benzersiz bir karbon imzası üretecek olan yüzeydeki eski bakterileri içerir. Bu yeni moleküller yüzeye yağacak ve şimdi Mars kayalarındaki belirgin karbon imzalarıyla korunabilecekti.
Diğer iki hipotez biyolojik olmayan açıklamalar sunar. Biri, karbon imzasının, Mars atmosferinde ultraviyole ışığının karbondioksit gazıyla etkileşiminden kaynaklanmış olabileceğini ve yüzeye yerleşmiş olacak yeni karbon içeren moleküller üretebileceğini öne sürüyor. Diğeri, karbonun, yüz milyonlarca yıl önce güneş sisteminin, tespit edilen karbon türü açısından zengin dev bir moleküler buluttan geçtiği nadir bir olaydan geriye kalmış olabileceğini düşünüyor.
28 görüntüden bir araya getirilen NASA’nın Curiosity Mars gezgini, görevin 2.729. Mars günü veya solu olan 9 Nisan 2020’de “Greenheugh Alınlığı”ndan bu görüntüyü yakaladı. Ön planda alınlığın kumtaşı başlığıdır. Merkezde “kil içeren birim” bulunur; Gale Krateri’nin tabanı uzakta. Kredi: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Karbon çalışmasına öncülük eden Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden bir Curiosity bilim adamı olan Christopher House, “Üç açıklama da verilere uyuyor” dedi. “Onları ekarte etmek veya dışlamak için daha fazla veriye ihtiyacımız var.”
o Mars yüzeyindeki karbonu analiz eden House’un ekibi, SAM laboratuvarında Ayarlanabilir Lazer Spektrometresi (TLS) cihazını kullandı. SAM, gezegenin Gale Krateri’ndeki jeolojik olarak farklı yerlerden 24 numuneyi yaklaşık 1.500 dereceye kadar ısıttı Fahrenhaytveya 850 derece santigrat, içerideki gazları serbest bırakmak için. Daha sonra TLS, ısıtma işleminde serbest bırakılan bazı indirgenmiş karbondan izotopları ölçtü. İzotoplar, farklı nötron sayıları nedeniyle farklı kütlelere sahip bir elementin atomlarıdır ve gezegenlerin kimyasal ve biyolojik evrimini anlamada etkilidirler.
Karbon özellikle önemlidir, çünkü bu element dünyadaki tüm yaşamda bulunur; izotop ölçümleri sayesinde iyi anlaşılan bir döngüde havada, suda ve toprakta sürekli akar.
NASA’nın Curiosity Mars gezgininin bu düşük açılı otoportresi, aracı Sharp Dağı’nın aşağısında “Buckskin” adlı bir kaya hedefini delmek için aşağı indiği yerde gösteriyor. Kredi: NASA/JPL-Caltech/MSSS
veya örneğin, Dünya’daki canlılar daha küçük, daha hafif olan karbon-12’yi kullanır. atom yiyecekleri metabolize etmek veya daha ağır karbon-13 atomuna karşı fotosentez için. Bu nedenle, antik kayalarda karbon-13’ten önemli ölçüde daha fazla karbon-12, diğer kanıtlarla birlikte, bilim adamlarına yaşamla ilgili kimyanın imzalarına baktıklarını gösteriyor. Bu iki karbon izotopunun oranına bakmak, Dünya bilim adamlarının ne tür bir hayata baktıklarını ve içinde yaşadıkları ortamı söylemelerine yardımcı olur.
Mars’ta, Curiosity araştırmacıları, örneklerinin neredeyse yarısının, bilim adamlarının Mars atmosferinde ve meteorlarda ölçtüklerine kıyasla şaşırtıcı derecede büyük miktarda karbon-12’ye sahip olduğunu buldular. Araştırmacılar, bu örneklerin Gale Krateri’ndeki beş farklı yerden geldiğini ve tüm konumların iyi korunmuş antik yüzeylere sahip olmasıyla ilişkili olabileceğini bildirdi.
House, “Dünya’da, Mars’ta tespit ettiğimiz karbon sinyalini üretecek süreçler biyolojiktir” dedi. “Aynı açıklamanın Mars için de işe yarayıp yaramadığını veya başka açıklamalar olup olmadığını anlamamız gerekiyor çünkü Mars çok farklı.”
Greenheugh Alınlığı’nın tepesinden Curiosity’nin görünümü. Kredi: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Mars benzersizdir çünkü 4,5 milyar yıl önce Dünya’dan farklı bir karbon izotopu karışımıyla başlamış olabilir. Mars daha küçük, daha soğuk, yerçekimi daha zayıf ve atmosferinde farklı gazlar var. Ek olarak, Mars’taki karbon, herhangi bir yaşam olmaksızın döngü halinde olabilir.
Andrew Steele, “Dünya’da yaşamı içeren devasa bir karbon döngüsü parçası var ve yaşam nedeniyle, Dünya’daki karbon döngüsünün anlayamadığımız bir parçası var, çünkü baktığımız her yerde yaşam var,” dedi. Washington, DC’deki Carnegie Bilim Enstitüsü’nden merak bilimcisi
Steele, bilim adamlarının karbonun Mars’ta nasıl döndüğünü ve dolayısıyla izotopik oranların ve bu oranlara yol açabilecek biyolojik olmayan aktivitelerin nasıl yorumlanacağını anlamanın ilk aşamalarında olduklarını kaydetti. 2012 yılında Kızıl Gezegene ulaşan Curiosity, yüzeydeki karbon izotoplarını inceleyen araçlara sahip ilk gezicidir. Diğer görevler, atmosferdeki izotopik imzalar hakkında bilgi topladı ve bilim adamları, Dünya’da toplanan Mars meteorlarının oranlarını ölçtüler.
Steele, “Mars’taki karbon döngüsünü tanımlamak, yaşamın bu döngüye nasıl uyabileceğini anlamaya çalışmanın kesinlikle anahtarıdır.” Dedi. “Bunu Dünya’da gerçekten başarılı bir şekilde yaptık, ancak Mars için bu döngüyü tanımlamaya yeni başlıyoruz.”
Meraklı bilim adamları, gezici iyi korunmuş antik yüzeylere sahip olduğundan şüphelenilen diğer yerleri ziyaret ettiğinde benzer bir imza alıp almadıklarını görmek için karbon izotoplarını ölçmeye devam edecek. Merak ekibi, metan üreten mikroorganizmaları içeren biyolojik hipotezi daha fazla test etmek için yüzeyden salınan bir metan bulutunun karbon içeriğini analiz etmek istiyor. Gezici 2019’da beklenmedik bir şekilde böyle bir tüyle karşılaştı, ancak bunun tekrar olup olmayacağını tahmin etmenin bir yolu yok. Aksi takdirde, araştırmacılar, bu çalışmanın, karbon imzasını doğrulamak ve hayattan gelip gelmediğini kesin olarak belirlemek için toplanacak en iyi örnek türleri konusunda NASA’nın Azim gezicisinin arkasındaki ekibe rehberlik ettiğini belirtiyorlar. Azim, gelecekte Dünya’ya olası dönüş için Mars yüzeyinden örnekler topluyor.
Curiosity’nin misyonu, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından yönetiliyor; JPL Caltech tarafından yönetilmektedir.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Mars’ta Yeni Keşfedilen Karbon: Kökeni Biyolojik Olarak Üretilmiş Metan Olabilir.
Referans: Christopher H. House, Gregory M. Wong, Christopher R. Webster, Gregory J. Flesch, Heather B. Franz, Jennifer C. Stern, Alex Pavlov, Sushil K tarafından “Mars Gale kraterinde gözlemlenen tükenmiş karbon izotop bileşimleri” Atreya, Jennifer L. Eigenbrode, Alexis Gilbert, Amy E. Hofmann, Maëva Millan, Andrew Steele, Daniel P. Glavin, Charles A. Malespin ve Paul R. Mahaffy, 17 Ocak 2022, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2115651119