Iako Mars predstavlja neplodan, prašnjav pejzaž bez znakova života do sada, njegove geološke karakteristike kao što su delte, korita jezera i rečne doline snažno ukazuju na prošlost gde je voda nekada obilno tekla po njegovoj površini. Da bi istražili ovu mogućnost, naučnici ispituju sedimente sačuvane u blizini ovih formacija. Sastav ovih sedimenata sadrži tragove o ranim uslovima životne sredine, procesima koji su oblikovali planetu tokom vremena, pa čak i potencijalnim znacima prošlog života.
U jednoj takvoj analizi, sedimenti koje je sakupio rover Curiositi iz kratera Gejl, za koje se veruje da je drevno jezero nastalo pre otprilike 3,8 milijardi godina usled udara asteroida, otkrili su organsku materiju. Međutim, ova organska materija je imala značajno manju količinu izotopa ugljenika-13 (13 C) u odnosu na izotope ugljenika-12 (12 C) u poređenju sa onim što se nalazi na Zemlji, što ukazuje na različite procese formiranja organske materije na Marsu.
Sada, studija objavljena u časopisu Nature Geoscience 9. maja 2024. razjašnjava ovu neslaganje. Istraživački tim, predvođen profesorom Iuichiro Uenoom sa Tehnološkog instituta u Tokiju i profesorom Metjuom Džonsonom sa Univerziteta u Kopenhagenu, otkrio je da fotodisocijacija ugljen-dioksida (CO 2 ) u atmosferi na ugljen monoksid (CO) i naknadna redukcija rezultiraju organskim materija sa osiromašenim sadržajem 13 C.
„Kada se meri odnos stabilnih izotopa između 13 C i 12 C, organska materija Marsa ima obilje 13 C od 0,92% do 0,99% ugljenika koji je čini. Ovo je izuzetno malo u poređenju sa Zemljinom sedimentnom organskom materijom, koja je oko 1,04%, a atmosferski CO 2, oko 1,07%, od kojih su oba biološki ostaci i nisu slični organskoj materiji u meteoritima, što je oko 1,05%“, objašnjava Ueno.
Rani Mars je imao atmosferu bogatu CO 2 koja je sadržavala i 13 C i 12 C izotope. Istraživači su simulirali različite uslove sastava i temperature marsove atmosfere u laboratorijskim eksperimentima. Otkrili su da kada je 12 CO 2 izložen sunčevoj ultraljubičastoj (UV) svetlosti, on prvenstveno apsorbuje UV zračenje, što dovodi do njegove disocijacije na CO osiromašen u 13 C, ostavljajući iza sebe CO 2 obogaćen sa 13 C.
Ovo izotopsko frakcionisanje (razdvajanje izotopa) je takođe primećeno u gornjim atmosferama Marsa i Zemlje, gde UV zračenje od sunca uzrokuje da se CO 2 disocira u CO sa osiromašenim sadržajem 13 C. U smanjenoj atmosferi Marsa, CO se transformiše u jednostavna organska jedinjenja kao što su formaldehid i karboksilne kiseline.
Tokom rane marsovske ere, sa površinskim temperaturama blizu tačke smrzavanja vode i ne prelazima 300 K (27°C), ova jedinjenja su se možda rastvorila u vodi i nataložila u sedimentima.
Koristeći modelske proračune, istraživači su otkrili da bi u atmosferi sa odnosom CO 2 prema CO od 90:10, 20% konverzije CO 2 u CO dovelo do sedimentne organske materije sa δ 13 C VPDB vrednostima od -135‰. Takođe, preostali CO 2 bi bio obogaćen sa 13 C sa δ 13 C VPDB vrednostima od +20‰. Ove vrednosti se blisko poklapaju sa onima koje se vide u sedimentima koje je analizirao rover Curiositi i procenjenim na osnovu marsovskog meteorita. Ovo otkriće ukazuje na atmosferski proces pre nego na biološki kao glavni izvor formiranja organske materije na ranom Marsu.
„Ako je procena u ovom istraživanju tačna, može biti neočekivana količina organskog materijala prisutna u sedimentima Marsa. To sugeriše da bi buduća istraživanja Marsa mogla otkriti velike količine organske materije“, kaže Ueno.
