На Марсе есть органические молекулы, доказывающие сохранение древних биосигнатур

Фото из открытых источников

Марсоход НАСА Curiosity обнаружил еще несколько фрагментов головоломки, касающейся древней обитаемости Марса. Доказательства того, что планета когда-то была теплой, влажной и пригодной для жизни, накапливаются, и теперь Curiosity обнаружил несколько новых органических молекул. С помощью прибора Sample Analysis at Mars (SAM) марсоход обнаружил 21 органическое соединение в породах кратера Гейл. Семь из них были обнаружены впервые.

Эти результаты получены в ходе работы марсохода Curiosity в 2020 году, когда он пробурил скважину в песчаниковой породе, содержащей глину, под названием Mary Anning 3. Теперь, после тщательной лабораторной работы на борту, марсоход обнаружил самую разнообразную коллекцию органических молекул, когда-либо найденную на Марсе. На данный момент невозможно определить биологическое или геологическое происхождение этих органических молекул, но полученные данные всё равно интригуют. Несмотря на то, что они не являются доказательством древней жизни, они всё же важны. Они показывают, что планета способна сохранять древние биосигнатуры.

Результаты открытия представлены в новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications под названием «Разнообразные органические молекулы на Марсе, выявленные в ходе первого эксперимента SAM TMAH». Ведущим автором является Эми Уильямс из Департамента геологических наук Университета Флориды в Гейнсвилле.

«Поиск органического вещества на Марсе за последнее десятилетие стремительно развивался: в кратере Гейл были обнаружены простые ароматические, S-гетероциклические и алифатические органические молекулы», — пишут авторы. «Мы сообщаем об обнаружении in situ более 20 органических молекул в глинистых песчаниках в формации Нокфаррилл-Хилл возрастом около 3,5 миллиарда лет в кратере Гейл с помощью комплекса приборов Sample Analysis at Mars на борту марсохода Curiosity».

SAM — это три прибора в одном, способные обнаруживать органические вещества и газы как в горных породах, так и в атмосферных образцах. В его распоряжении 74 одноразовых контейнера для образцов, 9 из которых предназначены для жидкостной химии. В данной работе использовался один из этих 9 контейнеров.

На борту SAM находится небольшое количество химических веществ, которые используются в жидкостной химии. В ходе этой работы, как утверждают авторы, лабораторные эксперименты на борту «высвободили молекулы, сохранившиеся в древних макромолекулярных или свободных органических веществах в марсианских породах, несмотря на ~3,5 миллиарда лет диагенеза и радиационного облучения».

Одна из новых молекул называется азотсодержащим гетероциклом. Это кольца из атомов углерода, содержащие азот, и они считаются предшественниками ДНК и РНК.

«Это открытие имеет большое значение, поскольку эти структуры могут быть химическими предшественниками более сложных азотсодержащих молекул», — заявил ведущий автор исследования Уильямс. «Азотсодержащие гетероциклы ранее никогда не обнаруживались на поверхности Марса и не были подтверждены в марсианских метеоритах».

Но азотсодержащие гетероциклы — не единственное важное открытие. Марсоход «Кьюриосити» также обнаружил химическое вещество под названием метилбензоат . Его обнаружение важно для понимания химии Марса. Это не неопровержимое доказательство существования жизни в прошлом, но оно может иметь решающее значение. Метилбензоат — сложное вещество, содержащее как ароматическое кольцо, или бензольное кольцо, так и сложноэфирную группу. Он имеет как биотическое, так и абиотическое происхождение, но его присутствие показывает, что на Марсе сохранилось больше сложных или «зрелых» органических соединений, чем было подтверждено ранее. Вероятно, он не образовался сам по себе. Скорее всего, он был отщеплен от более крупного органического соединения во время эксперимента SAM.

Тот факт, что метилбензоат сохранился на облучённой радиацией поверхности Марса в течение примерно 3,5 миллиардов лет, имеет важное значение и показывает, что планета способна сохранять сложные органические молекулы. Это позволяет предположить, что могут сохраняться и ещё более убедительные органические молекулы, такие как аминокислоты.

SAM также обнаружил бензотиофен, который может иметь как биотические, так и абиотические источники. Это серосодержащая молекула, и сера может действовать как экран от излучения, бомбардирующего поверхность Марса, защищая другие молекулы от разрушения. Это еще одно свидетельство того, что на Марсе еще предстоит открыть более сложные органические молекулы.

Именно для таких открытий и был создан марсоход MSL Curiosity, и они показывают, что вся проделанная работа приносит свои плоды.

«Это Curiosity и наша команда в лучшем виде. Потребовались десятки ученых и инженеров, чтобы найти это место, пробурить образец и сделать эти открытия с помощью нашего потрясающего робота», — сказал соавтор исследования и научный руководитель проекта миссии Эшвин Васавада из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Эта коллекция органических молекул еще раз повышает вероятность того, что Марс в древности мог быть домом для жизни».

«Мы предполагаем, что этот набор органических соединений представляет собой продукты термохимического распада ТМАГ из древнего органического макромолекулярного материала, сохранившегося в осадочных породах возрастом в миллиарды лет в кратере Гейл», — пишут исследователи.

Анализ SAM не выявляет пространственного распределения этих химических веществ, поэтому авторы заявляют, что не могут подтвердить их источник. Возможно, они были доставлены на Марс древними метеоритами. Также возможны и другие абиотические источники. Но независимо от источника, их открытие подтверждает, что Марс способен сохранять древние биосигнатуры.

«Эти результаты расширяют библиотеку подтвержденных и предполагаемых органических молекул, сохранившихся на протяжении длительного геологического времени в приповерхностном слое Марса, и подтверждают наличие макромолекулярного углерода на Марсе», — заключают авторы.

Марсоход Curiosity израсходовал все свои емкости для проведения химических анализов. Последнюю она использовала при исследовании коробчатых хребтов в кратере Гейл. Эти образования сформировались под воздействием древних грунтовых вод, и результаты исследований будут представлены в будущей статье.