Salte kunne være en vigtig del af Mars organiske puslespil, finder forskerne

Et NASA-hold har fundet ud af, at organiske salte sandsynligvis er til stede på Mars. Som skår af gammelt keramik, disse salte er de kemiske rester af organiske forbindelser, såsom dem, der tidligere blev opdaget af NASAs Curiosity-rover. Organiske forbindelser og salte på Mars kunne være dannet ved geologiske processer eller være rester af gammelt mikrobielt liv.

Udover at tilføje flere beviser til ideen om, at der engang var organisk stof på Mars, direkte påvisning af organiske salte ville også understøtte moderne Mars beboelighed, givet det på jorden, nogle organismer kan bruge organiske salte, såsom oxalater og acetater, for energi.

"Hvis vi fastslår, at der er organiske salte koncentreret overalt på Mars, vi vil gerne undersøge disse regioner nærmere, og ideelt set bore dybere under overfladen, hvor organisk materiale kunne bevares bedre, " sagde James M. T. Lewis, en organisk geokemiker, der ledede forskningen, offentliggjort den 30. marts i Journal of Geophysical Research:Planeter . Lewis er baseret på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Lewis's laboratorieeksperimenter og analyse af data fra Sample Analysis at Mars (SAM), et bærbart kemilaboratorium inde i Curiositys mave, indirekte peger på tilstedeværelsen af ​​organiske salte. Men direkte at identificere dem på Mars er svært at gøre med instrumenter som SAM, som opvarmer marsjord og klipper for at frigive gasser, der afslører sammensætningen af ​​disse prøver. Udfordringen er, at opvarmning af organiske salte kun producerer simple gasser, som kan frigives af andre ingredienser i Mars jord.

Imidlertid, Lewis og hans team foreslår, at et andet Curiosity-instrument, der bruger en anden teknik til at kigge på Mars-jorden, instrumentet for kemi og mineralogi, eller CheMin for kort, kunne påvise visse organiske salte, hvis de er til stede i tilstrækkelige mængder. Indtil nu, CheMin har ikke fundet organiske salte.

At finde organiske molekyler, eller deres organiske saltrester, er afgørende i NASAs søgen efter liv på andre verdener. Men dette er en udfordrende opgave på overfladen af ​​Mars, hvor milliarder af års stråling har slettet eller brudt organisk stof fra hinanden. Som en arkæolog, der graver keramikstykker op, Curiosity samler jord og klipper fra mars, som kan indeholde små bidder af organiske forbindelser, og derefter identificerer SAM og andre instrumenter deres kemiske struktur.

Ved at bruge data, som Curiosity stråler ned til Jorden, videnskabsmænd som Lewis og hans team forsøger at samle disse ødelagte organiske stykker. Deres mål er at udlede, hvilken type større molekyler de engang kan have tilhørt, og hvad disse molekyler kunne afsløre om det gamle miljø og potentielle biologi på Mars.

"Vi forsøger at optrevle milliarder af års organisk kemi, " sagde Lewis, "og i den organiske rekord kunne der være den ultimative præmie:bevis på, at der engang eksisterede liv på den røde planet."

Mens nogle eksperter i årtier har forudsagt, at gamle organiske forbindelser er bevaret på Mars, det krævede eksperimenter fra Curiosity's SAM for at bekræfte dette. For eksempel, i 2018, NASA Goddard-astrobiolog Jennifer L. Eigenbrode ledede et internationalt hold af Curiosity-missionsforskere, som rapporterede påvisningen af ​​utallige molekyler, der indeholder et væsentligt element i livet, som vi kender det:kulstof. Forskere identificerer de fleste kulstofholdige molekyler som "organiske".

"Det faktum, at der er organisk stof bevaret i 3 milliarder år gamle sten, og vi fandt det på overfladen, er et meget lovende tegn på, at vi måske kan hente mere information fra bedre bevarede prøver under overfladen, " sagde Eigenbrode. Hun arbejdede sammen med Lewis på denne nye undersøgelse.

Analyse af organiske salte i laboratoriet

For årtier siden, videnskabsmænd forudsagde, at organiske forbindelser på Mars kunne nedbrydes til salte. Disse salte, de argumenterede, ville være mere tilbøjelige til at fortsætte på Mars-overfladen end store, komplekse molekyler, såsom dem, der er forbundet med levende tings funktion.

Hvis der var organiske salte til stede i prøver fra Mars, Lewis og hans team ønskede at finde ud af, hvordan opvarmning i SAM-ovnen kunne påvirke, hvilke typer gasser de ville frigive. SAM virker ved at opvarme prøver til op til 1, 800 grader Fahrenheit (1, 000 grader Celsius). Varmen bryder molekyler fra hinanden, frigiver nogle af dem som gasser. Forskellige molekyler frigiver forskellige gasser ved specifikke temperaturer; dermed, ved at se på hvilke temperaturer der frigiver hvilke gasser, videnskabsmænd kan udlede, hvad prøven er lavet af.

"Når du opvarmer prøver fra Mars, der er mange interaktioner, der kan ske mellem mineraler og organisk stof, som kan gøre det sværere at drage konklusioner fra vores eksperimenter, så det arbejde, vi laver, er at prøve at adskille disse interaktioner, så videnskabsmænd, der laver analyser på Mars, kan bruge denne information, " sagde Lewis.

Lewis analyserede en række organiske salte blandet med et inert silicapulver for at replikere en Mars-sten. Han undersøgte også virkningen af ​​at tilsætte perchlorater til silicablandingerne. Perklorater er salte, der indeholder klor og oxygen, og de er almindelige på Mars. Forskere har længe bekymret sig om, at de kunne forstyrre eksperimenter, der søger tegn på organisk stof.

Ja, forskere fandt ud af, at perklorater interfererede med deres eksperimenter, og de fandt ud af hvordan. Men de fandt også ud af, at resultaterne, de indsamlede fra prøver indeholdende perklorat, bedre matchede SAM-data, end når perklorater var fraværende, øger sandsynligheden for, at organiske salte er til stede på Mars.

Derudover Lewis og hans team rapporterede, at organiske salte kunne detekteres af Curiositys instrument CheMin. For at bestemme sammensætningen af ​​en prøve, CheMin skyder røntgenstråler mod den og måler den vinkel, hvormed røntgenstrålerne diffrakteres mod detektoren.

Curiositys SAM- og CheMin-hold vil fortsætte med at søge efter signaler om organiske salte, mens roveren bevæger sig ind i en ny region på Mount Sharp i Gale Crater.

Snart, forskere vil også have mulighed for at studere bedre bevaret jord under Mars-overfladen. Den Europæiske Rumorganisations kommende ExoMars rover, som er udstyret til at bore ned til 6,5 fod, eller 2 meter, vil bære et Goddard-instrument, der vil analysere kemien i disse dybere Mars-lag. NASAs Perseverance rover har ikke et instrument, der kan detektere organiske salte, men roveren indsamler prøver til fremtidig tilbagevenden til Jorden, hvor videnskabsmænd kan bruge sofistikerede laboratoriemaskiner til at lede efter organiske forbindelser.