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

В Хорватии нашли захоронение «вампира» В Хорватии нашли захоронение «вампира»

Чем отличаются девиантные захоронения «вампиров»?

N+1
В храме богини Аллат нашли древнейшие изображения гибридных верблюдов В храме богини Аллат нашли древнейшие изображения гибридных верблюдов

Ученые из Италии и Ирака работали над консервацией храма богини Аллат

N+1
Коротко о том, как устроен наш мозг: почему при трении ушиба мы перестаем чувствовать боль Коротко о том, как устроен наш мозг: почему при трении ушиба мы перестаем чувствовать боль

Неужели наш мозг способен контролировать боль?

ТехИнсайдер
Кажется, вам пора уже избавиться от самоуничижения Кажется, вам пора уже избавиться от самоуничижения

Самоуничижение уже находится за границами самоиронии

GQ
Первая минута Первая минута

Как заставить начало разговора работать на результат

kiozk originals
Альбатросы нырнули на рекордные девятнадцать метров Альбатросы нырнули на рекордные девятнадцать метров

Насколько глубоко альбатросы способны погружаться под воду?

N+1
Грибы мои снежные Грибы мои снежные

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

Наука и жизнь
Китайский токамак в течение 17 минут удерживал температуру в несколько раз горячее Солнца Китайский токамак в течение 17 минут удерживал температуру в несколько раз горячее Солнца

Новый мировой рекорд Китайской академии наук

Популярная механика
Театр у микрофона Театр у микрофона

Молодые столичные группы превращают концерты в настоящий спектакль

Vogue
Ужастик из мира социализма: почему пауки пожирают своих матерей Ужастик из мира социализма: почему пауки пожирают своих матерей

Молодые самки пауков становятся пищей новорожденных паучат

Популярная механика
Маленький парк в большом городе: как и почему урбанисты разбивают камерные сады Маленький парк в большом городе: как и почему урбанисты разбивают камерные сады

Разбираемся, в чем прелесть мини-парков и какие они бывают

СНОБ
О шахматах, Корчном и Каспарове. Отрывок из книги гроссмейстера Анатолия Карпова О шахматах, Корчном и Каспарове. Отрывок из книги гроссмейстера Анатолия Карпова

Фрагмент из автобиографии знаменитого гроссмейстера Анатолия Карпова

СНОБ
Юмор — это серьезно: как маленькая шутка может укрепить авторитет и повысить статус Юмор — это серьезно: как маленькая шутка может укрепить авторитет и повысить статус

Отрывок из книги «Юмор — это серьезно. Ваше секретное оружие в бизнесе и жизни»

Forbes
Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр Темная материя может скрываться в сердце древних черных дыр

Существует ли темная материя и если да, — то что это такое?

Популярная механика
Как убрать живот: что есть и какие упражнения делать, чтобы похудеть в талии Как убрать живот: что есть и какие упражнения делать, чтобы похудеть в талии

Как сделать живот более плоским?

Cosmopolitan
Чем дальше в лес Чем дальше в лес

Почвенная версия французского десерта от лучшего шеф-повара России

Tatler
«Мемориал»* в цифрах и фактах «Мемориал»* в цифрах и фактах

История организации, исследовавшей политические репрессии в СССР

Дилетант
Почему болит левый бок: 14 возможных причин Почему болит левый бок: 14 возможных причин

Причин, по которым может болеть левый бок, довольно много. Вот некоторые из них

Cosmopolitan
«Путеводитель зоолога по Галактике» «Путеводитель зоолога по Галактике»

Зачем животные двигаются?

N+1
Почему киты не тонут, когда всасывают в себя криль? Почему киты не тонут, когда всасывают в себя криль?

Почему киты не захлебываются, когда едят?

Популярная механика
Через Вселенную Через Вселенную

Звезда «Игры в кальмара» Чон Хо Ён — о взлетах, падениях и шансе

Vogue
Закат культуры Закат культуры

Почему у древних греков были бег, борьба и гонки колесниц, но не было бобслея

Esquire
От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира

Эти рестораны заставят тебе забыть о еде и её стоимости

Playboy
Цифровой буст: как с помощью digital-инструментов ускорить бизнес Цифровой буст: как с помощью digital-инструментов ускорить бизнес

Как автоматизировать свой бизнес в Интернете?

Популярная механика
Животные-преступники: 10 хвостатых нарушителей закона Животные-преступники: 10 хвостатых нарушителей закона

Зверям закон не писан, а отвечать пришлось

Playboy
Виктор Олюшин Виктор Олюшин

Врач, переживший блокаду, продолжает исследовать методы лечения опухолей мозга

Собака.ru
Со дна памяти Со дна памяти

В 1918 году ледокольный пароход «Вайгач» сел на скалу в Енисейском заливе

Вокруг света
Кто здесь самый умный? Кто здесь самый умный?

Что такое умный дом, каким он бывает и как с ним жить?

AD
Держать равнение Держать равнение

Неожиданные признаки проблем со спиной и способы все исправить

Лиза
В России впервые установили зрительный нейроимплант В России впервые установили зрительный нейроимплант

Зрительный имплант был успешно установлен в мозг обезьяны

Популярная механика
Открыть в приложении