Een NASA-team heeft ontdekt dat er waarschijnlijk organische zouten op Mars aanwezig zijn. Als scherven van oud aardewerk, deze zouten zijn de chemische overblijfselen van organische verbindingen, zoals die eerder werden gedetecteerd door NASA's Curiosity-rover. Organische verbindingen en zouten op Mars kunnen gevormd zijn door geologische processen of overblijfselen zijn van oud microbieel leven.

Naast het toevoegen van meer bewijs voor het idee dat er ooit organisch materiaal op Mars was, directe detectie van organische zouten zou ook de moderne bewoonbaarheid van Mars ondersteunen, gezien het feit dat op aarde, sommige organismen kunnen organische zouten gebruiken, zoals oxalaten en acetaten, voor energie.

"Als we vaststellen dat er overal op Mars organische zouten geconcentreerd zijn, we willen die regio's verder onderzoeken, en idealiter dieper onder het oppervlak boren waar organisch materiaal beter bewaard zou kunnen blijven, " zei James M.T. Lewis, een organische geochemicus die het onderzoek leidde, gepubliceerd op 30 maart in de Journal of Geophysical Research:Planeten . Lewis is gebaseerd op NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Lewis' laboratoriumexperimenten en analyse van gegevens van de Sample Analysis at Mars (SAM), een draagbaar scheikundelab in Curiosity's buik, wijzen indirect op de aanwezigheid van organische zouten. Maar ze direct op Mars identificeren is moeilijk te doen met instrumenten als SAM, die de bodem en rotsen van Mars verwarmt om gassen vrij te geven die de samenstelling van deze monsters onthullen. De uitdaging is dat het verhitten van organische zouten alleen eenvoudige gassen produceert die door andere ingrediënten in de bodem van Mars kunnen vrijkomen.

Echter, Lewis en zijn team stellen voor dat een ander Curiosity-instrument dat een andere techniek gebruikt om naar Marsbodem te kijken, het instrument Scheikunde en Mineralogie, of kortweg CheMin, bepaalde organische zouten kunnen detecteren als ze in voldoende hoeveelheden aanwezig zijn. Tot dusver, CheMin heeft geen organische zouten gedetecteerd.

Organische moleculen vinden, of hun organische zoutresten, is essentieel in NASA's zoektocht naar leven op andere werelden. Maar dit is een uitdagende taak op het oppervlak van Mars, waar miljarden jaren straling organisch materiaal hebben uitgewist of afgebroken. Als een archeoloog die stukken aardewerk opgraaft, Curiosity verzamelt Marsgrond en rotsen, die kleine stukjes organische verbindingen kunnen bevatten, en dan identificeren SAM en andere instrumenten hun chemische structuur.

Met behulp van gegevens die Curiosity naar de aarde straalt, wetenschappers zoals Lewis en zijn team proberen deze gebroken organische stukken samen te voegen. Hun doel is om af te leiden tot welk type grotere moleculen ze ooit hebben behoord en wat die moleculen zouden kunnen onthullen over de oude omgeving en potentiële biologie op Mars.

"We proberen miljarden jaren organische chemie te ontrafelen, "Lewis zei, "en in dat organische record zou de ultieme prijs kunnen zijn:bewijs dat er ooit leven op de Rode Planeet heeft bestaan."

Hoewel sommige experts al tientallen jaren voorspellen dat oude organische verbindingen op Mars worden bewaard, er waren experimenten van de SAM van Curiosity nodig om dit te bevestigen. Bijvoorbeeld, in 2018, Astrobioloog Jennifer L. Eigenbrode van NASA Goddard leidde een internationaal team van wetenschappers van de Curiosity-missie die melding maakten van de detectie van talloze moleculen die een essentieel element van het leven zoals wij dat kennen bevatten:koolstof. Wetenschappers identificeren de meeste koolstofbevattende moleculen als 'organisch'.

"Het feit dat er organisch materiaal is bewaard in 3 miljard jaar oude rotsen, en we vonden het aan de oppervlakte, is een veelbelovend teken dat we misschien meer informatie kunnen halen uit beter bewaarde monsters onder het oppervlak, "Zei Eigenbrode. Ze werkte met Lewis aan deze nieuwe studie.

Analyse van organische zouten in het laboratorium

Decennia geleden, wetenschappers voorspelden dat organische verbindingen op Mars zouden kunnen worden afgebroken tot zouten. Deze zouten, ze hadden ruzie, zou eerder op het oppervlak van Mars blijven bestaan ​​dan grote, complexe moleculen, zoals degenen die worden geassocieerd met het functioneren van levende wezens.

Als er organische zouten aanwezig waren in Marsmonsters, Lewis en zijn team wilden weten hoe verhitting in de SAM-oven van invloed kan zijn op de soorten gassen die ze vrijgeven. SAM werkt door monsters te verwarmen tot meer dan 1, 800 graden Fahrenheit (1, 000 graden Celsius). De hitte breekt moleculen af, sommige van hen als gassen vrijgeven. Verschillende moleculen geven verschillende gassen af ​​bij specifieke temperaturen; dus, door te kijken bij welke temperaturen welke gassen vrijkomen, wetenschappers kunnen afleiden waar het monster van is gemaakt.

"Bij het verwarmen van Marsmonsters, er zijn veel interacties die kunnen plaatsvinden tussen mineralen en organische stof die het moeilijker kunnen maken om conclusies te trekken uit onze experimenten, dus het werk dat we doen is die interacties uit elkaar te halen, zodat wetenschappers die analyses op Mars doen deze informatie kunnen gebruiken. ' zei Lewis.

Lewis analyseerde een reeks organische zouten gemengd met een inert silicapoeder om een ​​Mars-gesteente te repliceren. Hij onderzocht ook de impact van het toevoegen van perchloraten aan de silicamengsels. Perchloraten zijn zouten die chloor en zuurstof bevatten, en ze komen veel voor op Mars. Wetenschappers maken zich al lang zorgen dat ze kunnen interfereren met experimenten op zoek naar tekenen van organisch materiaal.

Inderdaad, onderzoekers ontdekten dat perchloraten hun experimenten verstoorden, en ze hebben aangegeven hoe. Maar ze ontdekten ook dat de resultaten die ze verzamelden van perchloraatbevattende monsters beter overeenkwamen met SAM-gegevens dan wanneer er geen perchloraten waren. waardoor de kans groter wordt dat organische zouten op Mars aanwezig zijn.

Aanvullend, Lewis en zijn team meldden dat organische zouten konden worden gedetecteerd met het instrument CheMin van Curiosity. Om de samenstelling van een monster te bepalen, CheMin schiet er röntgenstralen op af en meet de hoek waaronder de röntgenstralen naar de detector worden afgebogen.

De SAM- en CheMin-teams van Curiosity zullen blijven zoeken naar signalen van organische zouten terwijl de rover naar een nieuwe regio op Mount Sharp in Gale Crater gaat.

Spoedig, wetenschappers zullen ook de kans krijgen om beter bewaarde grond onder het oppervlak van Mars te bestuderen. De aanstaande ExoMars-rover van de European Space Agency, die is uitgerust om te boren tot 6,5 voet, of 2 meter, zal een Goddard-instrument dragen dat de chemie van deze diepere Marslagen zal analyseren. NASA's Perseverance-rover heeft geen instrument dat organische zouten kan detecteren, maar de rover verzamelt monsters voor toekomstige terugkeer naar de aarde, waar wetenschappers geavanceerde laboratoriummachines kunnen gebruiken om organische verbindingen te zoeken.