Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе очень длинноцепочечные органические молекулы

Марсоход НАСА Curiosity обнаружил на поверхности Марса присутствие самых длинноцепочечных органических молекул, выявленных на сегодняшний день. Сообщение, опубликованное НАСА 24 марта, относится к анализу образца породы, взятого из обнажения под названием Камберленд в кратере Гейла - ударном кратере, в котором когда-то было озеро.

Для исследования использовался прибор SAM (Sample Analysis at Mars), своего рода химическая лаборатория, встроенная в марсоход, которая позволила провести термохимический анализ собранного материала. Нагрев образец, исследователи обнаружили сигналы, связанные с тремя органическими молекулами: деканом, ундеканом и додеканом. Это длинноцепочечные алканы, то есть молекулы, состоящие только из атомов углерода и водорода, расположенных в длинных линейных последовательностях.

Известно, что на Земле эти молекулы встречаются как побочные продукты распада жирных кислот, которые являются важнейшими компонентами клеточных мембран. Их обнаружение на Марсе не обязательно подразумевает биологическое происхождение, но является важным свидетельством химической сложности, достигнутой первобытной марсианской средой в то время, когда на планете существовали благоприятные условия для наличия стабильной жидкой воды.

Озерная среда залива Йеллоунайф

В мае 2013 года Curiosity пробурил образец породы под названием Камберленд в районе залива Йеллоунайф в кратере Гейла. В этом районе были обнаружены важные геохимические признаки марсианской среды возрастом около 3,7 миллиарда лет.

Сначала образец оказался богат глинистыми минералами, образовавшимися в присутствии воды, серой, полезной для сохранения органических молекул, и нитратами — соединениями, необходимыми для жизни на Земле. Кроме того, был обнаружен метан, содержащий тип углерода, связанный с земными биологическими процессами.

Ученые также установили, что в заливе Йеллоунайф находилось древнее озеро. Озерная среда с ее мелкими осадочными породами могла концентрировать и хранить органические молекулы в течение длительного времени, что делает ее потенциально благоприятным местом для развития пребиотических химических процессов.

Открытие длинноцепочечных алканов на Марсе

В ходе эксперимента, проведенного с помощью SAM для поиска следов аминокислот в образце Камберленда, ученые не обнаружили никаких признаков этих соединений, необходимых для образования белка. Однако анализ привел к неожиданному результату: обнаружению небольшого количества декана, ундекана и додекана - трех длинноцепочечных алканов, никогда ранее не наблюдавшихся на Марсе.

Поскольку эти алканы могли образоваться в результате фрагментации более сложных молекул при нагревании, исследователи попытались определить их структуру происхождения. Они предположили, что это более длинные жирные кислоты: ундекановая, додекановая и тридекановая, соответственно.

Чтобы проверить гипотезу, они повторили аналогичный эксперимент в лаборатории, смешав ундекановую кислоту с разновидностью глины, похожей на марсианскую. После нагревания соединение действительно выделило декан, подтвердив возможность термической деградации. Дальнейшее сравнение с предыдущими исследованиями усилило связь между обнаруженными алканами и деградацией более сложных жирных кислот.

Одна особенно интересная деталь касается длины углеродных цепей: идентифицированные жирные кислоты имеют от 11 до 13 атомов углерода, в то время как те, что образуются в результате небиологических процессов, как правило, имеют более короткие цепи, менее 12 атомов. Эта деталь не является убедительным доказательством, но она добавляет интереса к открытию.

Однако приборы, находящиеся в настоящее время на Марсе, включая SAM, не предназначены для точного определения крупных органических молекул. Чтобы ответить на вопросы о происхождении этих молекул с уверенностью, ученые теперь указывают на будущий прямой анализ на Земле с помощью миссии Mars Sample Return.