Der mögliche Nachweis des organischen Salzes aus Curiosity liefert weitere Hinweise auf vergangene organische Stoffe auf dem Mars

Während das Vorhandensein organischer Verbindungen auf dem Mars und in nahe gelegenen Gebieten seit 2018 bestätigt wurde, deuten neue Experimente auf der Erde auf eine verwirrende Reihe von Signaturen des Mars Sample Analyzer (SAM) hin, die auf das Vorhandensein organischer Salze auf dem Mars hinweisen könnten. Sturmkraterstandort im Rover.

Darüber hinaus deuten neue Forschungsergebnisse eines Teams unter der Leitung von JMT Lewis, einem organischen Geochemiker am Goddard Space Flight Center der NASA, auf weitere potenzielle Hinweise darauf hin, dass organische Salze möglicherweise über das Gelände des Mars verteilt sind. Der schwierige Teil ist, sie abschließend zu enthüllen.

Wissenschaftler gingen jahrzehntelang davon aus, dass organische Verbindungen mit ziemlicher Sicherheit bis zu einem gewissen Grad in der Marsoberfläche nachweisbar geblieben wären. Im Jahr 2018 haben Eigenbrode et al. Um schlüssig zu beweisen, dass sie wirklich da waren.

Wenn dagegen organische Verbindungen auf einmal vorhanden wären, wären auch ihre Nebenprodukte – organische Salze – noch vorhanden Angesichts der rauen Strahlungsumgebung des Mars Im Vergleich zur Erde.

Während organische Verbindungen und organische Salze aus dem Vorhandensein von mikrobiellem Leben gebildet werden können, können sie auch aus geologischen Prozessen gebildet werden.

Obwohl nicht bestätigt, wären die organischen Salze ein weiterer Beweis für organische Materie auf dem Mars, und wenn sie noch existieren, könnten sie das hypothetische mikrobielle Leben auf dem Mars heute unterstützen, da einige Leben auf der Erde organisches Salz als Nahrung / Energie verwenden.

Analyse möglicher organischer Salzentdeckungen und gemahlener Laborarbeiten von Lewis et al. Konzentrieren Sie sich auf … – Konzentrieren Sie sich auf Das SAM-Instrument von Curiosity – ein Chemie-Rover-Kit, bestehend aus einem Massenspektrometer, einem Gaschromatographen und einem einstellbaren Laserspektrophotometer.

für mich NASASAM wurde entwickelt, um “die Bewohnbarkeit des Mars in der Gegenwart und Vergangenheit zu untersuchen, indem die molekulare Chemie und die mit dem Leben verbundenen Elemente untersucht werden. SAM befasst sich mit der Kohlenstoffchemie, indem es nach organischen Verbindungen, dem chemischen Zustand anderer leichter Elemente als Kohlenstoff und Isotopen-Tracern von sucht planetarischer Wandel. “

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In der Praxis entnimmt der SAM Proben von Mutterboden und Gruben und legt sie in einen Ofen, der dann zur Gasgewinnung auf etwa 1000 ° C erhitzt wird. Die Temperatur, bei der die Gase aus der Probe freigesetzt werden, zeigt die Bestandteile.

Aber wenn es um Bio-Salze geht, ist das nicht so einfach.

“Beim Erhitzen von Mars-Proben können viele Wechselwirkungen zwischen Mineralien und organischer Substanz auftreten, die es schwierig machen, Schlussfolgerungen aus unseren Experimenten zu ziehen. Daher versuchen wir, diese Wechselwirkungen auszuwählen, damit Wissenschaftler Analysen durchführen können”, sagte er Lewis, Autor Die Hauptstudie Veröffentlicht im Journal of Geophysical Research: Planets.

Kurz gesagt, es ist schwierig, die Gase aus den darin enthaltenen organischen Salzen direkt zu fixieren, da diese Arten von Salzen einfache Gase freisetzen, die auch von anderen üblichen Bestandteilen des Marsbodens freigesetzt werden.

Aber warum sind Bio-Salze so wichtig? Warum sollten Sie herausfinden, ob es überhaupt in der Curiosity SAM-Registrierung enthalten ist?

“Bei unseren Bemühungen, die ursprünglichen organischen Materialien auf dem Mars zu charakterisieren, müssen wir uns mit einer oberflächennahen Aufzeichnung befassen, die durch Strahlung und Oxidation erheblich verändert wurde”, heißt es in einem einleitenden Abschnitt im Artikel von Lewis et al. “Unter diesen Umständen könnte sich ein Großteil der organischen Oberflächenaufzeichnungen auf dem Mars in organische Salze zersetzt haben, was die Fluginstrumente herausfordern würde, sie endgültig zu identifizieren.”

“Wenn die organischen Salze auf dem Mars vorherrschen würden, könnten ihre Zusammensetzung und Verteilung einen Einblick in die am wenigsten veränderten organischen Aufzeichnungen in der Tiefe geben und sie könnten eine wichtige Rolle für den oberflächennahen Kohlenstoffkreislauf und die Bewohnbarkeit spielen.”

Zu diesem Zweck wird es entscheidend sein, es endgültig zu finden – oder zumindest einen Fall für den Ort zu schaffen, den die Marsroboterflotte entdeckt haben könnte -, um ein solideres Verständnis der Gültigkeit des Mars in Vergangenheit und Gegenwart aufzubauen.

Was haben Lewis und andere getan? Sie finden?

Wie die reale Vorhersage jetzt, dass es organische Verbindungen auf dem Mars oder in der Nähe der Oberfläche geben wirdSeit Jahrzehnten spekulieren Wissenschaftler, dass diese heute bekannten organischen Verbindungen zu Salzen abgebaut werden könnten.

Diese Salze überleben eher in großen Mengen als die organischen Moleküle, die zu Lebewesen gehören. Sie zu finden ist also der Schlüssel.

Dies bringt uns jedoch zum ursprünglichen Problem zurück: Die organischen Salze setzen sehr häufige Gase frei, wenn sie im SAM einer Temperatur von 1000 ° C ausgesetzt werden. Wenn Salze bereits vorhanden wären, wie könnte man auf ihren möglichen Nachweis in gewöhnlichen Gasen hinweisen?

SAM-Site auf dem Curiosity Rover. (Bildnachweis: NASA Mars Exploration Program)

Wie sich herausstellt, hängt die Antwort mit einer langfristigen Besorgnis über die Entdeckung des organischen Salzes zusammen: Perchlorat.

Perchlorat Sein Salze enthalten ein Ion ClO4. Es ist auf dem Mars üblich, und Wissenschaftler waren lange daran interessiert, wie Perchlorat die mögliche Entdeckung organischer Salze beeinflussen könnte. Lewis et al. Die Forschung zielte weitgehend darauf ab, diesen Effekt zu verstehen, fand jedoch sehr leistungsfähige und möglicherweise indirekte Entdeckungen von organischen Salzen in SAM-Daten.

Laut einem Teil des Ergebnisabschnitts von Lewis et al. Über die Analyse von SAM-Daten an verschiedenen Proben (RN4, GB und OG3) im Vergleich zu den Labormischungen des Teams: „CO2-Peaks, die durch Calcium- oder mg-Acetat-Gemische erzeugt werden [organic salts] Mit Perchlorat war der Peak mit 380 ° C in RN4 günstiger. Die zwischen 400 ° C und 500 ° C in GB und OG3 beobachteten CO-Peaks waren mit der Zersetzung eines Gemisches aus Calcium, Magnesiumacetat, Magnesiumoxalat und Perchlorat kompatibel. “”

„Wenn Mg-Oxalate und Ca- oder Mg-Acetate einen wichtigen Beitrag zum Kohlendioxid in GB und OG3 leisten würden, würde dies auf eine Einheit mit bemerkenswert hohen Anteilen dieser Phasen irgendwo im Gale-Krater hinweisen. Wenn sich eine solche Einheit an einer Stelle auf gebildet hätte Mars, organische Salzvorkommen werden wahrscheinlich anderswo auf dem Planeten gefunden. “

Die angegebenen “Gemische von Ca- oder Mg-Acetat” beziehen sich auf das untersuchte Experiment, bei dem Lewis et al. Gemischte organische Salze (Fe, Ca, Mg-Oxalate und Acetate) mit Perchlorat Bekannt dafür, im Boden des Mars gefunden zu werden.

Die Analyse der zusätzlichen SAM-Daten zeigte eine mögliche Signatur von Eisenoxalat und -acetat im berühmten / berüchtigten Marsstaub – was auf das Vorhandensein einer potenziellen organischen Salzkomponente von “regionalem oder globalem Staub” hinweist.

Aber woher weißt du das?

Glücklicherweise kann CheMin – Chemistry & Mineralogy – von Curiosity einen solchen Nachweis erbringen, wenn die organischen Salze in ausreichend hohen Konzentrationen vorliegen. Leider wurden solche Entdeckungen nicht gemacht.

Darüber hinaus sind weder Ausdauer noch andere oberflächliche Robotermissionen als Neugierde mit Geräten ausgestattet, mit denen organisches Salz entdeckt werden kann. Selbst wenn sich eine positive Identifizierung als schwer fassbar erweist, ist es das Gebiet der Marserkundung in der Tiefenplanung, tiefer unter die Marsoberfläche zu gehen, wo Boden und organische Materie besser erhalten bleiben.

ExoMars Rover der ESADer Start ist für 2022 geplant. Er wird einen von Goddard entwickelten Bohrer der NASA tragen, der zwei Meter unter der Erdoberfläche bohren kann.

(Hauptfoto: Neugier macht ein Selfie. Bildnachweis: NASA)

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