Органические молекулы, обнаруженные на Марсе, могут иметь биологическое происхождение — исследование

Москва, 10:35, 06 Мар 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Новый анализ органических молекул, обнаруженных в высохшей марсианской грязи из кратера Гейла, выявил интересную возможность. Ученые пришли к выводу, что мы не можем исключить, что эти молекулы на самом деле имеют биологическое происхождение.

Хотя наше понимание обнаруженных марсианских молекул ограничено и неполно, имеющаяся у нас информация может соответствовать жизни на Красной планете миллиарды лет назад.

Молекулы были извлечены марсоходом Curiosity из секции аргиллитов в кратере Гейл, называемой формацией Мюррей. Исследование об открытии было опубликовано в 2018 году. Первые эксперименты выявили ряд молекул, в том числе группу ароматических соединений, называемых тиофенами.

Тиофены

Здесь, на Земле, тиофены обычно находятся в некоторых довольно специфических местах. Они обнаруживаются в сырой нефти – образовавшейся из сжатых и перегретых мертвых организмов, таких как зоопланктон и водоросли, и угле – возникшем из сжатых и перегретых мертвых растений.

Считается, что это соединение образуется абиотически, то есть посредством физического, а не биологического процесса, когда сера вступает в реакцию с органическими углеводородами при температуре выше 120 градусов Цельсия, реакция, называемая термохимическим восстановлением сульфата.

Однако, хотя эта реакция абиотическая, углеводороды и сера могут иметь биологическое происхождение. Итак, исследователи начали исследовать, как тиофены могли образоваться на Марсе.

«Мы определили несколько биологических путей для тиофенов, которые кажутся более вероятными, чем химические, но нам все еще нужны доказательства», — сказал астробиолог Дирк Шульце-Макуч из Университета штата Вашингтон.

«Если вы найдете тиофены на Земле, то подумали бы, что они биологические, но на Марсе, конечно, планка, которая должна это доказать, должна быть немного выше».

Как тиофены появились на Марсе?

Есть несколько способов, которыми тиофены могли появиться на Марсе без необходимости присутствия жизни. Например, тиофены были обнаружены в метеоритах, так как внеземные камни вполне могли нести эти молекулы.

Геологические процессы могут также производить тепло, необходимое для термохимического восстановления сульфата, особенно когда Марс был вулканически активным, и вулканическая активность, конечно, также производит серу.

Но есть кое-что интересное в марсианских тиофенах. Процессы, описанные выше, требуют, чтобы сера была нуклеофильной, то есть атомы серы отдают электроны, чтобы образовать связь со своим партнером по реакции. Тем не менее, большая часть серы на Марсе существует в виде ненуклеофильных сульфатов.

Они могут быть восстановлены до нуклеофильных сульфатов через термохимическую реакцию. Но есть и другая возможность — биологическое восстановление сульфатов. Некоторые бактерии и даже грибы белые трюфели, (хотя, скорее всего, они отсутствуют на Марсе) — могут синтезировать тиофены.

Поэтому вполне возможно, что когда Марс был более теплым и влажным, чем сегодня, около 3 миллиардов лет назад, бактериальные колонии существовали и производили тиофены. Это может произойти даже при отрицательных температурах. Затем, когда Марс высох, тиофены остались там, чтобы Curiosity вырыл их из аргиллита все эти миллиарды лет спустя.

Проблемы современного метода анализа

К сожалению, образец был немного поврежден. Curiosity использует метод анализа, называемый пиролизом, который нагревает образцы до более чем 500 градусов по Цельсию. Так что есть предел знания, которое мы можем извлечь из того, что выдержало такую температуру.

Но марсоход Rosalind Franklin, выпуск которого запланирован на июль, будет иметь на борту гораздо менее разрушительный инструмент. Таким образом, любые тиофены, которые он выкопает из марсианского грунта, могут быть гораздо менее поврежденными при применении анализа.

Кроме того, изотопы углерода и серы также могут быть показательными потому, что живые организмы предпочитают более легкие изотопы. Если тиофены содержат более легкие изотопы, это также может свидетельствовать о биологических процессах.

К сожалению, мы не будем 100% уверены в наших теориях, основываясь только на том, что наши друзья-роботы могут выкопать на Марсе.

«Экстраординарные претензии требуют экстраординарных доказательств», — сказал Шульце-Макуч.

«Я думаю, что для доказательства действительно потребуется, чтобы мы действительно отправили туда людей, а космонавт смотрел в микроскоп и видел движущегося микроба».

Исследование было опубликовано в Астробиологии.