Как изотопный анализ помогает восстановить события на Красной планете?

N+1Наука

В марсианском углероде нашли экстремальный отрицательный изотопный сдвиг

Винера Андреева

Поверхность педимента Гринхью. Здесь была отобрана одна из проб с необычно большой отрицательной изотопной аномалией углерода. Мозаичное изображение, построенное из снимков, полученных камерой MastCam марсохода «Кьюриосити». NASA / Caltech-JPL / MSSS

Марсоход «Кьюриосити» обнаружил в метане, выделенном из проб осадочных пород кратера Гейл, высокую изменчивость изотопного состава углерода. При этом большинство измерений указывают на резко пониженное содержание углерода-13, особенно по отношению к современной марсианской атмосфере. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, авторы исследования предложили три возможных причины возникавших в прошлом крупных отрицательных аномалий изотопной сигнатуры углерода. Это фотолиз биогенного метана, фотохимическое восстановление атмосферной углекислоты и выпадение космической пыли при прохождении Солнечной системы через гигантское молекулярное облако.

Изотопный анализ позволяет реконструировать записанную в отложениях осадочных пород историю геохимических процессов на планете, в частности, судить об источниках органических соединений, таких как метан. Поэтому степень фракционирования стабильных изотопов углерода служит важным показателем того, как протекает глобальный углеродный цикл и какие факторы оказывают на него влияние. Изотопную сигнатуру, или подпись, изучаемого образца выражают через отношение содержания изотопов (для углерода — 13C/12C), а аномалии изотопного состава — с помощью величины δ13C, которая определяется как отношение разности между сигнатурами образца и эталона к сигнатуре эталона, исчисляемое в промилле. Аналогично вычисляются величины сдвигов изотопного состава для кислорода, азота, серы и других элементов.

Участок Эдинбург на поверхности педимента Гринхью, где марсоход «Кьюриосити» пробурил скважину для отбора пробы. Снимок, полученный с помощью камеры MAHLI. NASA/Caltech-JPL/MSSS
Скважина для отбора пробы, пробуренная марсоходом «Кьюриосити» на участке Эдинбург. Мозаичное изображение, построенное из снимков, полученных камерой MastCam. NASA/Caltech-JPL/MSSS

Фракционирование обусловлено различиями в энергии молекул, включающих разные изотопы. Оно может быть результатом множества процессов: испарения, растворения, диффузии, термического разложения при метаморфизме, изотопного обмена (для углерода — в карбонатной системе морской воды, для серы — между сульфидными фазами). Важнейший фактор фракционирования — метаболизм живых организмов (фото- и метанотрофов, сульфатредукторов), избирательно усваивающих легкий 12C, и захоронение мертвой органики. Углерод биогенного метана весьма существенно «облегчен» и обладает самой высокой степенью фракционирования — около -60 промилле.

Однако разделение изотопов происходит не только на Земле. Замечательную возможность изучить этот процесс в условиях Марса предоставляет кратер Гейл, внутри которого в рамках исследовательской миссии NASA «Марсианская научная лаборатория» (MSL) с 2012 года ведет работу марсоход «Кьюриосити». Он подтвердил, что в гесперийском периоде, около 3,6 миллиарда лет назад, кратер заполняла вода, показал, что не только стоячее озеро, но и водные потоки участвовали в формировании осадочных пород, подробно исследовал их стратиграфию и химический состав, обнаружив в них серу, хлор и органику.

Группа исследователей из США во главе с Кристофером Хаусом (Christopher H. House) провела с помощью инструментов «Кьюриосити» исследование изотопного состава углерода в осадочных отложениях различных формаций внутри кратера Гейл. Всего было проанализировано 24 образца. Пять из них — это озерно-аллювиальные аргиллиты, отобранные марсоходом из скважин на участке Камберленд в заливе Йеллоунайф; они относятся к группе формаций Брэдбери, подстилающей отложения горы Шарп (Эолида). Еще 15 образцов принадлежат к вышележащей группе Маунт-Шарп, в которой аргиллитовые отложения переслаиваются песчаниками. Три пробы происходят из несогласно перекрывающей ее эоловой формации Стимсон, образованной древними дюнами, и еще один образец представляет собой пробу песка, которую «Кьюриосити» добыл в современных дюнах Багнольд у подножия горы Шарп.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Городские острова тепла вдвое снизили смертность людей из-за холода Городские острова тепла вдвое снизили смертность людей из-за холода

Городской остров тепла снижает смертность населения от холода на 51,5 процента

N+1
Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете

Главные вопросы о Меркурии

Популярная механика
«Гипотеза белых дыр» «Гипотеза белых дыр»

Почему снаружи белая дыра не отличается от черной

N+1
Топ-10 фактов о мадагаскарской руконожке Топ-10 фактов о мадагаскарской руконожке

Ай-ай — это не возглас, который издает человек при виде этого необычного зверька

Популярная механика
10 вещей, которые нужно успеть сделать для пожилых родителей 10 вещей, которые нужно успеть сделать для пожилых родителей

Список бесценных вещей, которые вы можете сделать для ваших родителей

Maxim
Зачем ученые хотят сбросить на Марс ядерные бомбы Зачем ученые хотят сбросить на Марс ядерные бомбы

Как сделать Красную планету более гостеприимной для человека?

Популярная механика
Грибы мои снежные Грибы мои снежные

С непривычки странно видеть крепкие, сочные грибы, растущие прямо из снега

Наука и жизнь
Тонизирует, улучшает работу мозга и еще 8 полезных свойств зеленого чая Тонизирует, улучшает работу мозга и еще 8 полезных свойств зеленого чая

Какую пользу приносит зеленый чай нашему организму?

Cosmopolitan
10 практик, чтобы почувствовать себя лучше в новом году 10 практик, чтобы почувствовать себя лучше в новом году

Как начать лучше относиться к себе и правильно снимать стресс?

РБК
Палеопатологи обнаружили следы гнойных инфекций в древнеегипетских детских мумиях Палеопатологи обнаружили следы гнойных инфекций в древнеегипетских детских мумиях

Палеопатологи исследовали с помощью томографии несколько детских мумий

N+1
Культовые фильмы ужасов 80-х, которые можно пересматривать и сегодня Культовые фильмы ужасов 80-х, которые можно пересматривать и сегодня

Ужастики, триллеры и слэшеры, которые можно пересматривать вечно!

Maxim
В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть? В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть?

Нидерланды — вторая по запутанности названий страна Европы после Великобритании

Maxim
«Суд во всем разберется». Как спорят с ГИБДД из-за тонировки и шторок «Суд во всем разберется». Как спорят с ГИБДД из-за тонировки и шторок

Истории о противостоянии любителей тюнинга и инспекторов ГИБДД

РБК
Занять свое место Занять свое место

Мы погружаемся в тайны семейного прошлого — и меняется что-то в нас самих

Psychologies
Нечестная гонка: почему тиктокеры в России не могут зарабатывать миллионы долларов Нечестная гонка: почему тиктокеры в России не могут зарабатывать миллионы долларов

Почему российские блогеры в TikTok не скоро смогут догнать западных коллег

Forbes
История «Голубого огонька»: когда зажегся, как сиял и почему потух? История «Голубого огонька»: когда зажегся, как сиял и почему потух?

«Голубой огонёк»: от взлета в 60-х до кончины в 80-х и возрождения в конце 90-х

Esquire
Вокруг света Вокруг света

Интерьер квартиры, в котором все завязано на игре света и тени

AD
До Дороги жизни До Дороги жизни

Главные вопросы о жизни блокадного Ленинграда до открытия Дороги жизни

Дилетант
Как избавиться от изжоги: 9 простых способов, которые мгновенно улучшат ситуацию Как избавиться от изжоги: 9 простых способов, которые мгновенно улучшат ситуацию

Имбирь, лакрица, сода и другие способы справиться с изжогой

Cosmopolitan
Смена имени, ВИЧ, трагедия рождения: правда и мифы о Захаре Джоли-Питт Смена имени, ВИЧ, трагедия рождения: правда и мифы о Захаре Джоли-Питт

Рассказываем факты и развенчиваем мифы о жизни Захары Джоли-Питт

Cosmopolitan
31 способ увеличить ресурс сердечной мышцы с помощью последних научных открытий и новых подходов 31 способ увеличить ресурс сердечной мышцы с помощью последних научных открытий и новых подходов

“Главное, ребята, сердцем не стареть”. Как это сделать, знают наши эксперты

Men’s Health
«В равенстве нет ничего сложного»: как Элис Пол возглавила борьбу суфражисток в США «В равенстве нет ничего сложного»: как Элис Пол возглавила борьбу суфражисток в США

Как Элис Пол добилась того, чтобы пункт о равенстве полов внесли в устав ООН

Forbes
Быт или не быт! Добро пожаловать в гости к настоящему британцу Быт или не быт! Добро пожаловать в гости к настоящему британцу

Правила британского дома: как не опозориться, собравшись в гости к англичанину

Популярная механика
Держать равнение Держать равнение

Неожиданные признаки проблем со спиной и способы все исправить

Лиза
Дикие стримы: возвращение Дикие стримы: возвращение

Бесконечно смотрим на птиц, рыб, белок

N+1
«Люди больше не хотят гибкого расписания — они хотят полностью контролировать своё время» «Люди больше не хотят гибкого расписания — они хотят полностью контролировать своё время»

Эксперимент Best Buy: офисные сотрудники сами выбирали где и сколько работать

VC.RU
10 вредных пищевых привычек, от которых никогда не поздно отказаться 10 вредных пищевых привычек, от которых никогда не поздно отказаться

Попробовать отказаться от некоторых привычек, касающихся еды, никогда не поздно

Cosmopolitan
Планетологи разрешили воде быть жидкой на Марсе еще миллиард лет Планетологи разрешили воде быть жидкой на Марсе еще миллиард лет

Последний раз вода текла по поверхности Марса 2 миллиарда лет назад

N+1
Капитализм сбился с пути: почему нечистоплотные бизнесмены всегда терпят крах Капитализм сбился с пути: почему нечистоплотные бизнесмены всегда терпят крах

Отрывок из книги «Этичный капиталист» — почему отношение к сотрудникам так важно

Forbes
Какие бывают гонки? Гид по пяти главным видам автоспорта Какие бывают гонки? Гид по пяти главным видам автоспорта

Что такое гонки на выносливость и чем ралли отличаются от трофи? Разбираемся!

Maxim
Открыть в приложении