Марсоход Curiosity ищет соль на Марсе

02 июня 17:37NK

Марсоход Curiosity направляется к холмам, продолжая исследовать Марс, и пресловутое золото, которое он ищет, может вас удивить: органические соли.

Нет, это не для приготовления еды с фермы на стол. Органическая соль - ключевой ингредиент в поисках доказательств существования жизни на планетах за пределами Земли.

Марсоход исследует кратер Гейл, вероятно, место древнего озера, с 2012 года. В 2014 году он начал восхождение на гору Шарп высотой 3 мили, расположенную в центре кратера.

Миссия началась с определения того, поддерживали ли когда-либо условия на Марсе жизнь, а также с характеристики марсианского климата и геологии. Curiosity достигла большей части того, для чего была предназначена, но сейчас она переходит в новую интересную фазу: исследование перехода, произошедшего на Марсе миллиарды лет назад.

Свидетельства, полученные с помощью роботизированных миссий на Марсе, а также орбитальных аппаратов, вращающихся вокруг красной планеты, помогли ученым определить, что это было, вероятно, более теплое и влажное место около 4 миллиардов лет назад. Так продолжалось до тех пор, пока какой-то катализатор не заставил Марс потерять большую часть своей атмосферы и стать ледяной пустыней около 3 миллиардов лет назад.

За последние несколько лет Curiosity потратил много времени на изучение богатых глиной горных пород на горе Шарп. По словам Эбигейл Фрейман, заместителя научного сотрудника проекта Curiosity в Лаборатории реактивного движения НАСА, теперь он перемещается в зону, где камни становятся солеными и наполненными сульфатными минералами. Миссией Curiosity руководит персонал лаборатории, расположенной в Пасадене, Калифорния.

Наличие глинистых пород предполагает, что они образовались, когда на планете была вода. Сульфатные минералы указывают на то, что вода испарялась или становилась более кислой.

Это означает, что Curiosity, по сути, переходит в место, где на Марсе произошел переход от влажного к сухому, поэтому он может непосредственно наблюдать последствия этого древнего изменения климата.

Органические соли, оставленные на Марсе, могут не только свидетельствовать о наличии воды и ее исчезновении, но и выступать в качестве химических следов древних органических соединений. У них гораздо больше шансов выжить на Марсе, чем у древних молекул, которые были бы гораздо более хрупкими.

Curiosity уже нашла доказательства наличия органических соединений на Марсе. Это могут быть индикаторы того, что когда-то существовала древняя микробная жизнь, или они могли образоваться в результате естественных геологических процессов.

Органические соли могут добавить больше веса к идее о том, что органическое вещество когда-то было на Марсе, но это также добавляет к идее о том, что Марс все еще может быть обитаемым сегодня. На Земле органические соли могут использоваться некоторыми формами жизни для получения энергии.

«Если мы определим, что где-то на Марсе сконцентрированы органические соли, мы захотим изучить эти регионы дальше и в идеале пробурить глубже под поверхностью, где органическое вещество могло бы быть лучше сохранено», - сказал Джеймс М.Т. Льюис, геохимик-органик из НАСА. Центр космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд.

Новое исследование, опубликованное Льюисом и его командой в журнале Geophysical Research: Planets в марте, предполагает, что эти органические соли находятся на Марсе - Curiosity просто нужно их найти. И это не так просто, как кажется.

Даже если эти соли лежали прямо на поверхности Марса, они были там миллиарды лет. Тонкая атмосфера на Марсе означает, что соли с течением времени подвергались сильному воздействию радиации, которая может разрушать органические вещества.

Исследователи проанализировали данные одного из бортовых инструментов Curiosity под названием SAM или Sample Analysis на Марсе. Эта похожая на печь химическая лаборатория, расположенная в брюхе марсохода, косвенно указывает на присутствие органических солей на Марсе.

Чего SAM не может сделать, так это предоставить прямые доказательства. Когда инструмент нагревает образцы марсианской почвы и горных пород, собранные марсоходом, выделяются газы, которые можно использовать для определения состава образцов.

Когда органические соли нагреваются, они выделяют только простые газы. Они могут быть связаны с другими компонентами марсианской почвы.

Данные, которые Curiosity отправляет обратно на Землю, могут быть использованы учеными, чтобы собрать воедино состав горных пород и фрагментов почвы на Марсе, создав более широкую картину того, какой была планета миллиарды лет назад.

«Мы пытаемся разгадать миллиарды лет органической химии, и в этом органическом отчете может быть главный приз: свидетельство того, что жизнь когда-то существовала на Красной планете», - сказал Льюис.

Например, SAM помогла исследователям подтвердить присутствие на Марсе органических молекул, содержащих углерод, который необходим для жизни в нашем понимании.

«Тот факт, что в скалах возрастом 3 миллиарда лет сохранилось органическое вещество, и мы обнаружили его на поверхности, является очень многообещающим признаком того, что мы сможем получить больше информации из более хорошо сохранившихся образцов под поверхностью», - сказал Дженнифер Л. Эйгенброде, астробиолог из НАСА Годдарда, которая работала как над углеродным исследованием, так и над последними исследованиями с Льюисом, в заявлении.

В поисках соли

У Curiosity есть множество инструментов, спрятанных на борту, и теперь исследователи ищут другой инструмент в качестве полезного инструмента в поисках соли.

Инструмент Chemistry and Mineralogy, или CheMin, пока не обнаружил органических солей, но ученые НАСА считают, что это возможно. И SAM, и CheMin вступят в игру, когда Curiosity перейдет на новую территорию.

Печь SAM работает, нагревая образцы до 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию) или выше. Эти палящие температуры могут разрушать молекулы и выделять газы.

Льюис и его команда хотели смоделировать, какие газы могут выделять органические соли, если они попадут в печь SAM, поэтому они провели эксперимент на Земле, который воспроизвел марсианские породы. Ученые также смоделировали образцы, содержащие перхлораты. Эти соли, которые распространены на Марсе, включают хлор и кислород. Но ученые опасаются, что если перхлораты будут включены в образцы, они могут помешать поиску органических веществ, учитывая их состав.

«При нагревании марсианских образцов между минералами и органическим веществом может происходить множество взаимодействий, которые могут затруднить выводы из наших экспериментов, поэтому наша работа заключается в том, чтобы отделить эти взаимодействия, чтобы ученые проводили анализ», - сказал Льюис.

Команде удалось показать, что CheMin можно использовать для обнаружения органических солей. Инструмент направляет рентгеновские лучи на марсианские образцы, чтобы определить их состав.

В то время как марсоход Perseverance, расположенный на расстоянии около 2300 миль (3701 км), не имеет каких-либо инструментов, которые могли бы обнаруживать органические соли, помощь будет в следующем году.

Марсоход ExoMars Европейского космического агентства, запускаемый в 2022 году, сможет искать образцы под поверхностью Марса, поскольку он может просверлить грунт на 6,5 футов (2 метра). Он будет нести прибор, разработанный в Годдарде, который может анализировать химический состав почвы.

И настойчивость - это только первый шаг в процессе, который в конечном итоге отправит на Землю нетронутые марсианские образцы в 2030-х годах, которые могут включать не только доказательства органических солей, но и окаменелости, принадлежащие древним микробам, если они когда-либо существовали на Марсе.