SAM wykrywa duże ilości związków organicznych

4

Instrument Sample Analysis at Mars wykrył duże ilości związków organicznych w marsjańskich skałach oraz sezonową zmianę metanu w atmosferze tej planety.

Jednym z instrumentów naukowych, które mają duże znaczenie dla misji Mars Science Laboratory (MSL) “Curiosity” jest Sample Analysis at Mars (SAM). Ten instrument jest zdolny do pomiaru składu gazów z atmosfery oraz ze stałych próbek (np. powstałych wskutek podgrzewania). SAM jest zdolny wykryć związki organiczne lub nawet mieszankę prostych związków organicznych (aż do masy 535 Daltonów).

Instrument SAM / Credits - NASA

Instrument SAM / Credits – NASA

Jednym z powodów, dla których zainstalowano instrument SAM na pokładzie MSL to zarejestrowana obecność metanu w atmosferze Marsa. Po raz pierwszy metan w atmosferze tej planety wykryto na początku poprzedniej dekady, m.in. za pomocą europejskiej sondy Mars Express. Jest to bardzo ważne odkrycie, gdyż metan bardzo szybko (około 300 lat) rozkłada się w atmosferze Marsa wskutek oddziaływania z promieniowaniem ultrafioletowym. Oznacza to, że atmosferyczny marsjański metan musi być wciąż uzupełniany.

Łazik MSL przebywa na Marsie od sierpnia 2012 roku. NASA o pierwszych wynikach poszukiwania związków organicznych za pomocą SAM już w listopadzie 2012. Wówczas doszukano się pierwszych śladów metanu w atmosferze. W 2014 roku te pomiary zostały potwierdzone – wykryto także związków organicznych w skałach zbadanych przez MSL.

Siódmego czerwca NASA na specjalnej konferencji przedstawiła wyniki pomiarów SAM. NASA poinformowała o dwóch ciekawych odkryciach: pierwsze z nich dotyczy sezonowej zmienności ilości metanu w atmosferze, a drugie dotyczy wykrycia złożonych związków organicznych w marsjańskich skałach.

Sezonowa zmienność metanu w atmosferze Marsa

Pomiary sezonowej zmienności metanu w atmosferze Marsa na przestrzeni 6 ziemskich (3 marsjańskich) lat / Credits - NASA

Pomiary sezonowej zmienności metanu w atmosferze Marsa na przestrzeni 6 ziemskich (3 marsjańskich) lat / Credits – NASA

Pierwszym odkryciem jest sezonowa zmienność metanu w marsjańskiej atmosferze. Najwięcej metanu w atmosferze znajduje się pod koniec marsjańskiego lata i na początku jesieni, zaś najmniej – na przełomie wiosny i lata oraz na początku zimy. Maksymalna zanotowana ilość metanu to ok. 0,7 części na miliard, zaś najmniejsza – ok. 0,2 części na miliard.

Prawdopodobnie metan wydobywa się ze szczelin skalnych. Jest bardzo nieprawdopodobne, by “kosmiczne” źródła metanu (np meteoryty) mogły stworzyć taką zmienność w atmosferze. Źródłem metanu może być albo proste życie bakteryjne, albo też nieorganiczny proces serpentynizacji, szczególnie, gdy bierze w nich udział woda. Aby rozwiązać tę zagadkę, MSL będzie dalej wykonywać pomiarów metanu. Jeśli jeden z nich będzie większy, wówczas możliwe będzie zbadanie składu izotopowego węgla. Inny stosunek węgla C13 do węgla C14 może sugerować życie bakteryjne.

Wykrycie złożonych związków organicznych w skałach Marsa

Drugim odkryciem dzięki SAM jest wykrycie złożonych związków organicznych wewnątrz marsjańskich skał. Łazik wykonał wiercenia w skałach osadowych, powstałych wskutek interakcji z wodą (a następnie jej wyparowaniu). Analiza próbek dzięki SAM wykazała, że wewnątrz tego typu skał znajdują się złożone związki organiczne, które dość powoli się uwalniają nawet przy “podgrzaniu” próbek do temperatury do ok 500 stopni Celsjusza.

Prawdopodobnie te związki organiczne zawierają siarkę, która jest ważna dla życia. Ilość związków organicznych w tych skałach została określona na około 10 cząstek na milion (lub więcej). Jest to wartość zbliżona do zmierzonej w meteorytach pochodzących z Marsa i około 100 razy wyższa niż wcześniejsze detekcje związków organicznych na powierzchni Czerwonej Planety.

Możliwy dawny wygląd krateru Gale, wypełnionego wodą / Credits - NASA

Możliwy dawny wygląd krateru Gale, wypełnionego wodą / Credits – NASA

Dwie nadchodzące marsjańskie misje – ExoMars i Mars 2020 – zostaną wyposażone w bardziej zaawansowane instrumenty pomiarowe. Dzięki odkryciom instrumentu SAM misji MSL te dwie nadchodzące misje będą mogły się skupić na bardziej precyzyjnym wyznaczeniu składów związków organicznych w skałach Czerwonej Planety. Łazik ExoMars będzie w stanie wykonać wiercenia nawet do głębokości 2 metrów poniżej powierzchni Marsa, gdzie prawdopodobnie skały pozostają w niezmienionym stanie od momentu formacji. Ponadto, pomiary MSL można także połączyć z obserwacjami z orbity – w tym z europejskiej misji Trace Gas Orbiter.

Te wyniki sugerują, że niegdyś Czerwona Planeta mogła być odpowiednim miejscem dla powstania oraz utrzymania prostego życia.

(Science, NASA)

Share.

4 komentarze

  1. Złożone związki organiczne mogły przetrwać 3,6 mld lat w osadach, ponieważ brak było drobnoustrojów, które mogłyby je rozłożyć

    • Próbka stała jest podgrzewana, aby przeprowadzić ewentualne substancje organiczne do postaci gazowej. Następnie są identyfikowane przez chromatografię gazową.