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

«Ким Ир Сен: Вождь по воле случая» «Ким Ир Сен: Вождь по воле случая»

Как будущий правитель КНДР стал партизаном

N+1
Скипетры из Эрмитажа оказались древнейшими трубочками для питья пива Скипетры из Эрмитажа оказались древнейшими трубочками для питья пива

Порой назначение древнейших артефактов оказывается проще, чем думают ученые

N+1
«Астероиды: рожденные пламенем» «Астероиды: рожденные пламенем»

Как ученые научились анализировать состав астероидов

N+1
Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной

Ихтиологам впервые удалось описать биофлуоресценцию у глубоководных удильщиков

N+1
Мозг, исцеляющий себя Мозг, исцеляющий себя

Реальные истории людей, которые победили болезни и преобразили свой мозг

kiozk originals
Панамскую лягушку назвали в честь Греты Тунберг Панамскую лягушку назвали в честь Греты Тунберг

Ученые описали новый вид лягушек, обитающий в туманных лесах Панамы

N+1
В двух шагах от трона В двух шагах от трона

Герцог и герцогиня Кембриджские стремительно набирают очки в погоне за троном

Караван историй
Психолог от бота: почему выходцы из «Яндекса» продали сервис самопомощи Sayana Психолог от бота: почему выходцы из «Яндекса» продали сервис самопомощи Sayana

Зачем основатели Sayana продали сервис и что собираются делать дальше?

Forbes
Дженнифер Лопес Дженнифер Лопес

Ее считают иконой женской и расовой борьбы за равенство и воплощением китча

Psychologies
Как завести виртуальную подругу в симмуляторе отношений, или во что превратился Тамагочи Как завести виртуальную подругу в симмуляторе отношений, или во что превратился Тамагочи

Как люди заводят себе виртуальных подруг в приложениях

Playboy
На Русском подворье в Иерусалиме нашли 124 жертвы древней резни На Русском подворье в Иерусалиме нашли 124 жертвы древней резни

Не менее 124 человек стали жертвами резни, произошедшей в II—I веке до нашей эры

N+1
Почему наушники все время путаются в кармане Почему наушники все время путаются в кармане

Сможете ли вы перехитрить запутывающиеся наушники?

Популярная механика
Идеально к лету: 10-минутная йога для подтянутого живота Идеально к лету: 10-минутная йога для подтянутого живота

Уделяем 10 минут в день йоге, и живот быстро подтянется!

VOICE
Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам

На что стоит обращать внимание инвесторам во время геополитической напряженности

Forbes
Как создать собственный NFT: разбираемся в нюансах Как создать собственный NFT: разбираемся в нюансах

Что можно превратить в NFT и как это сделать

CHIP
Как выбрать онлайн-курс: простая инструкция, которая пригодится каждому Как выбрать онлайн-курс: простая инструкция, которая пригодится каждому

Чтобы не стать жертвой мошенников, нужно выбирать онлайн-курс тщательно

Популярная механика
Механическая рука помощи: что такое робототехника и зачем она нужна детям Механическая рука помощи: что такое робототехника и зачем она нужна детям

Как устроен рынок робототехники, где она применяется, зачем ей заниматься детям

Forbes
Какой-то неправильный оргазм: что не так с женским возбуждением в популярных фильмах Какой-то неправильный оргазм: что не так с женским возбуждением в популярных фильмах

Почему в кино показывают не трушный секс

Playboy
Устаревшие книги и беззащитные учителя: как решить проблемы современного образования Устаревшие книги и беззащитные учителя: как решить проблемы современного образования

О сложностях российской школы и о том, что и как в ней можно исправить

Forbes
История легенды История легенды

Ford Mustang — это больше чем машина. Мечта, икона, символ времени

Robb Report
5 рецептов от зимней депрессии 5 рецептов от зимней депрессии

Как бороться с зимней депрессией?

Здоровье
10 героев кино и сериалов с расстройством множественной личности 10 героев кино и сериалов с расстройством множественной личности

Фильмы и сериал о людях, в чьих головах бывает тесно от обилия «постояльцев»

СНОБ
Принц без коня и короны: как узнать и не пропустить настоящую любовь Принц без коня и короны: как узнать и не пропустить настоящую любовь

Понять, твой ли это человек, можно по нескольким признакам

Cosmopolitan
Самые смешные и уродливые королевские портреты Самые смешные и уродливые королевские портреты

У придворных живописцев тоже бывают профессиональные неудачи!

Maxim
Дешево и безвкусно: 6 атрибутов, которые портят ваш дом Дешево и безвкусно: 6 атрибутов, которые портят ваш дом

Будьте внимательны к своему дому: что стоит исправить в своем жилище?

GQ
Гид по секретным отношениям Гид по секретным отношениям

Адреналин, ложь во благо и искусные прикрытия

GQ
Сохранить нельзя расстаться: что такое созависимые отношения и чем они опасны Сохранить нельзя расстаться: что такое созависимые отношения и чем они опасны

Что такое созависимые отношения, в чем причины, как их распознать и преодолеть

Forbes
Microsoft купит разработчика Call of Duty и World of Warcraft почти за $70 миллиардов. Что это значит для игровой индустрии? Microsoft купит разработчика Call of Duty и World of Warcraft почти за $70 миллиардов. Что это значит для игровой индустрии?

В соцсетях дружно хоронят Blizzard, которую купил Microsoft

Esquire
Пропал звук на ноутбуке: решаем проблему несколькими способами Пропал звук на ноутбуке: решаем проблему несколькими способами

Разбираем причины проблем со звуком на ноутбуке и способы их решения

CHIP
Правило № 70: Обвиняемый, встаньте Правило № 70: Обвиняемый, встаньте

Коуч Алексей Ситников продолжает объяснять принцип действия законов кармы

Tatler
Открыть в приложении