Исследовательская группа, в которую вошли ученый Ацуко Кобаяши из Института наук о жизни Земли (ELSI) Токийского технологического института (Япония) и исследователь Мидзухо Койке из Института космических и астронавтических наук Японского агентства аэрокосмических исследований, обнаружила азотсодержащий органический материал в карбонатных минералах в марсианском метеорите. Этот органический материал, скорее всего, сохранился в течение 4 миллиардов лет с Нойского периода на Марсе. Поскольку карбонатные минералы обычно выпадают в осадок из подземных вод, это открытие указывает на влажный и богатый органикой ранний период на Марсе, который мог быть пригодным для жизни или благоприятным для начала жизни.
В течение десятилетий ученые пытались понять, существуют ли органические соединения на Марсе и если да, то каков их источник. Несмотря на то, что недавние исследования Марса на основе роверов выявили убедительные доказательства наличия марсианской органики, мало что известно о том, откуда она взялась, сколько ей лет, насколько широко она распространена и сохранена или какова ее возможная связь с биохимической активностью.
Марсианские метеориты - это куски поверхности Марса, которые сами были выброшены в космос метеорными ударами и в конечном итоге оказались на Земле. Они дают важное понимание истории Марса. В частности, особенно важен один метеорит, названный Аллан-Хиллз (ALH) 84001, названный в честь района Антарктиды, обнаруженный в 1984 году. Он содержит карбонатные минералы оранжевого цвета, которые выпали в осадок из соленой жидкой воды на поверхности Марса 4 миллиарда лет назад.
Поскольку эти минералы фиксируют раннюю водную среду на Марсе, многие исследователи пытались понять их уникальную химию и возможность предоставить доказательства древней жизни на Марсе. Однако предыдущие анализы пострадали от загрязнения земным материалом из антарктического снега и льда. Это затруднило определение того, сколько органического материала в метеорите было действительно марсианским. Помимо углерода азот (N) является важным элементом земной жизни и полезным индикатором развития планетарной системы. Однако из-за предыдущих технических ограничений наличие азота в ALH84001 не было измерено.
Это новое исследование, проведенное объединенной командой ELSI-JAXA, использовало современные аналитические методы для изучения содержания азота в карбонатах метеорита ALH84001. Теперь команда уверена, что они нашли первые твердые доказательства наличия марсианской органики, содержащей азот.
Земное загрязнение является серьезной проблемой для изучения внеземных материалов. Чтобы избежать такого загрязнения, команда разработала новые методы для подготовки образцов. Например, они использовали серебряную ленту в чистой лаборатории ELSI, чтобы отделить крошечные карбонатные зерна, примерно равные ширине человеческого волоса, от основного метеорита. Затем команда подготовила эти зерна для дальнейшего удаления возможных поверхностных загрязнений с помощью сканирующего электронного микроскопа, сфокусированного на ионном пучке, в JAXA. Они также использовали метод, называемый спектроскопией микро-рентгеновского поглощения азота K-edge Near Edge Structure (μ-XANES), который позволил им обнаружить азот, присутствующий в очень малых количествах, и определить, в какой химической форме этот азот находится. Контрольные образцы из близлежащих магматических минералов не давали обнаруживаемого азота, показывая, что органические молекулы были только в карбонате.
После тщательной проверки на загрязнение команда определила, что обнаруженная органика, скорее всего, действительно марсианская. Они также определили, что вклад азота в виде нитрата, одного из сильных окислителей на современном Марсе, был незначительным, предполагая, что ранний Марс, вероятно, не содержал сильных окислителей, и, как подозревали ученые, он был менее окисляющим, чем сегодня.
Нынешняя поверхность Марса слишком сурова для выживания большинства органических веществ. Однако ученые предсказывают, что органические соединения могут сохраняться в приповерхностных условиях в течение миллиардов лет. Это, по-видимому, относится к азотсодержащим органическим соединениям, которые команда обнаружила в карбонатах ALH84001, которые, по-видимому, были захвачены в минералах 4 миллиарда лет назад и сохранялись в течение длительного периода, прежде чем, наконец, были доставлены на Землю.
Команда согласна с тем, что существует много важных открытых вопросов, таких как откуда взялись эти азотсодержащие органические вещества? Кобаяши объясняет: «Есть две основные возможности: либо они пришли извне, либо они сформировались на Марсе. В начале истории Солнечной системы Марс, вероятно, был осыпан значительным количеством органического вещества, например, из богатых углеродом метеоритов, комет и пылевых частиц. Некоторые из них, возможно, растворились в рассоле и попали в ловушку внутри карбонатов». Руководитель исследовательской группы добавляет, что химические реакции на раннем Марсе могли произвести органику на месте. В любом случае, говорят они, эти находки показывают, что на Марсе был органический азот до того, как он стал красной планетой, которую мы знаем сегодня. «Ранний Марс, возможно, был более "земным", менее окислительным, более влажным и богатым органическими веществами. Возможно, это был синий мир..»
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200429171617
