Разнообразная органика

Nature, том 619, страницы 724–732 (2023 г.) Процитировать эту статью

41 тыс. доступов

1456 Альтметрия

Подробности о метриках

Присутствие и распределение сохранившегося органического вещества на поверхности Марса может предоставить ключевую информацию о марсианском углеродном цикле и потенциале планеты для существования жизни на протяжении всей ее истории. Несколько типов органических молекул были ранее обнаружены в марсианских метеоритах1 и в кратере Гейла на Марсе2,3,4. Оценка разнообразия и обнаруживаемости органического вещества в других частях Марса важна для понимания масштабов и разнообразия марсианских поверхностных процессов, а также потенциальной доступности источников углерода1,5,6. Здесь мы сообщаем об обнаружении спектров комбинационного рассеяния света и флуоресценции, соответствующих нескольким видам ароматических органических молекул в формациях Мааз и Сейта в последовательностях Дна кратера кратера Езеро на Марсе. Мы сообщаем о специфических ассоциациях флуоресценции и минералов, соответствующих многим классам органических молекул, встречающихся в разных пространственных структурах внутри этих композиционно различных образований, что потенциально указывает на различную судьбу углерода в разных средах. Наши результаты показывают, что на поверхности Марса может преобладать множество ароматических молекул, и эти материалы сохраняются, несмотря на воздействие поверхностных условий. Эти потенциальные органические молекулы в основном встречаются в минералах, связанных с водными процессами, что указывает на то, что эти процессы могли играть ключевую роль в органическом синтезе, транспортировке или сохранении.

Существует несколько гипотез происхождения органического вещества на Марсе, основанных на исследованиях метеоритов и миссий. К ним относятся образование in situ в результате взаимодействия воды и горных пород5 или электрохимическое восстановление CO2 (ссылка 6), а также осаждение из экзогенных источников, таких как межпланетная пыль и падение метеоритов1, хотя биотическое происхождение не исключается. Понимание мелкомасштабной пространственной связи между минералами, текстурами и органическими соединениями имело решающее значение для объяснения потенциальных запасов органического углерода на Марсе. Инструмент «Сканирование обитаемой среды с помощью комбинационного рассеяния света и люминесценции органических веществ и химических веществ» (SHERLOC) — это инструмент, который позволяет это сделать на поверхности Марса.

Марсоход Perseverance был разработан для исследований на месте с возможностью сбора набора образцов для возможного возвращения на Землю7. Место посадки марсохода в кратере Джезеро сочетает в себе высокий потенциал прошлой обитаемости, так как это место древнего озерного бассейна8 с разнообразными минералами, включая карбонаты, глины и сульфаты9, которые могут сохранять органические материалы и потенциальные биосигнатуры10. Дно кратера Езеро включает три образования (fm)11; два из них, Мааз и Сейта, были исследованы в рамках первой кампании миссии. Мааз, ранее нанесенный на карту как трещиноватая шероховатая единица дна кратера, имеет большое количество кратеров и в основном основной состав; Наблюдения с помощью марсохода на сегодняшний день указывают на состав, богатый пироксеном и плагиоклазом12. Сейта, ранее нанесенный на карту как трещина дна кратера на 1 единицу, находится ниже и, следовательно, предположительно старше Мааза, и содержит породы, которые представляют собой ультраосновной оливинсодержащий кумулат13. SHERLOC наблюдал три естественные (найденные) поверхности камня в Маасе и семь недавно истираемых поверхностей в Маасе и Сейте (рис. 1 и расширенные данные, рис. 1 и 2). Абразия заключается в удалении внешнего слоя породы, выветренного и покрытого марсианской пылью, с помощью абразивного сверла на сверле для создания цилиндрического отверстия диаметром 45 мм и глубиной 8–10 мм. Затем инструмент для газообразного удаления пыли удаляет остаточные частицы с помощью газообразного азота14, образуя плоскую, свободную от пыли поверхность для анализа. Четыре цели истирания связаны с ядрами горных пород, которые могут быть возвращены на Землю во время кампании по возврату образцов с Марса.

а: Изображение изучаемого региона, полученное в рамках научного эксперимента с высоким разрешением (HiRISE). Траверс марсохода отмечен белым, граница между формами Сейта и Мааз очерчена голубой линией, а каждая каменная цель отмечена. Масштабная линейка, 100 м. б, Среднее количество обнаружений флуоресценции (из 1296 точек) при обзорном сканировании для каждой цели, опрашиваемой SHERLOC, расположено в порядке наблюдения. *Условия сбора данных для покрытых пылью естественных целей различались по сравнению с относительно свободными от пыли истертыми целями, что, возможно, приводило к снижению обнаружения. c: изображения WATSON естественных (красный прямоугольник) и истертых целей (Мааз — синий прямоугольник, Сейта — зеленый прямоугольник), проанализированных в этом исследовании, при этом следы сканирования SHERLOC обведены белым. Два обзорных сканирования были выполнены на Гийоме, Дурбе и Картье. Изображения Sol 141 на Фуксе имели неполное перекрытие изображений WATSON и спектроскопического картирования SHERLOC. Масштабные линейки, 5 мм.