Rover Curiosity změřil na Marsu vůbec poprvé klíčovou ingredienci pro život

„Určení celkového množství organického uhlíku je jedním z několika ukazatelů, které pomáhají porozumět, jak velké množství materiálu je dostupné jako surovina pro prebiotickou chemii a potenciální biologii,“ říká Jennifer Stern z NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt v Marylandu, USA. „Objevili jsme přinejmenším 200 až 273 ppm (parts per million) částic organického uhlíku. To je srovnatelné nebo dokonce větší množství, než jaké bylo objeveno v horninách v oblastech s velmi nízkým výskytem života na Zemi, jako je například poušť Atacama v Jižní Americe, a je to více, než bylo detekováno v meteoritech z Marsu.“

Organický uhlík je uhlík navázaný na atom vodíku. To je základ pro organické molekuly, které jsou vytvářeny a používány všemi známými formami života. Avšak organický uhlík může rovněž pocházet z neživých zdrojů, proto jeho přítomnost na Marsu ještě nedokazuje existenci života. Jeho zdrojem mohou být například meteority, sopečná činnost nebo se mohl vytvořit na místě odběru vzorků v důsledku povrchových reakcí. Organický uhlík byl objeven na Marsu již dříve, avšak předchozí měření poskytla pouze informace o jednotlivých sloučeninách nebo se týkala jenom části uhlíku v horninách. Nová měření udávají celkové množství organického uhlíku přítomného v těchto horninách.

Ačkoliv je povrch Marsu v současné době nehostinný  pro život, existují důkazy, že před několika miliardami roků se klima na Marsu podobalo podmínkám na Zemi, s hustší atmosférou a kapalnou vodou, která vytvářela řeky a jezera. Protože kapalná voda je nezbytná pro výskyt života, jak ho chápeme, vědci se domnívají, že život na Marsu – pokud se vůbec vyvinul – mohl být udržován klíčovými ingrediencemi, jako je dostatečné množství organického uhlíku.

Rover Curiosity rozvíjí oblast astrobiologie tím, že zkoumá obyvatelnost Marsu a studuje jeho klima a geologii. Rover navrtával vzorky z usazených hornin starých 3,5 miliardy roků v oblasti pojmenované „Yellowknife Bay“ v kráteru Gale, kde se v minulosti nacházelo velké jezero. Usazeniny v kráteru Gale vznikly tak, že se velmi jemný sediment (vzniklý fyzikálním a chemickým zvětráváním sopečných hornin) ve vodě usazoval na dně jezera a byl zde pohřben. Organický uhlík byl součástí tohoto materiálu a byl začleněn do těchto usazenin. Kromě kapalné vody a organického uhlíku měl kráter Gale i jiné podmínky příznivé pro život, jako jsou zdroje chemické energie, nízká kyselost a další chemické prvky nezbytné pro biologii jako kyslík, dusík a síra. „V podstatě by tato lokalita měla nabídnout prostředí vhodné pro život, pokud tam byl vůbec někdy přítomen,“ říká Jennifer Stern, hlavní autorka článku publikovaného 27. 6. 2022 v Proceedings of the National Academy of Sciences.

Měření probíhala tak, že rover Curiosity dopravil vzorky do přístroje SAM (Sample Analysis at Mars), kde se prášková hornina v elektrické peci zahřála postupně na vysokou teplotu. Tento experiment využil kyslík a teplo k přeměně organického uhlíku na oxid uhličitý (CO₂), jehož množství se změřilo, a tak se stanovil obsah organického uhlíku v hornině. Působením tepla se molekuly uhlíku štěpí a reagují s přidaným kyslíkem za vytvoření oxidu uhličitého. Část uhlíku je uzavřena v minerálech, a tak pec zahřívá vzorky na velmi vysoké teploty, aby se i z těchto minerálů uhlík uvolnil a přeměnil na oxid uhličitý. Experiment proběhl v roce 2014, avšak vyžadoval roky analýzy k porozumění datům a zasazení výsledků do kontextu dalších objevů v kráteru Gale. Tento experiment náročný na zdroje byl proveden pouze jednou během desetileté mise roveru Curiosity na planetě Mars.

Tento proces rovněž umožnil přístroji SAM měřit poměr izotopů uhlíku, což vědcům pomáhá porozumět původu uhlíku. Izotopy jsou verzemi chemických prvků s mírně odlišnou váhou (hmotnostní) způsobenou přítomnosti jednoho nebo více dalších neutronů v jádru jejich atomů. Například uhlík C-12 má šest neutronů, zatímco těžší uhlík C-13 jich má sedm. Protože těžší izotopy mají sklon reagovat o trochu pomaleji než lehčí, obsahuje uhlík z živých organismů více uhlíku C-12. „V tomto případě nám izotopické složení může pouze říci, jaká část z celkového množství je organický uhlík a jaká část připadá na minerální uhlík,“ říká Jennifer Stern. „Biologii sice nelze zcela vyloučit, ale ani izotopy nemohou být použity k podpoře důkazu biologického původu tohoto uhlíku, jelikož rozsah se překrývá s magmatickým (vulkanickým) uhlíkem a meteoritickým organickým materiálem, což jsou nejpravděpodobnější zdroje tohoto organického uhlíku.“

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí