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

Выцарапанное на Золотых воротах изображение назвали тамгой Андрея Боголюбского Выцарапанное на Золотых воротах изображение назвали тамгой Андрея Боголюбского

Что означает тамга, обнаруженная во Владимире на Золотых воротах

N+1
«Мне, как мужчинам, — водки»: почему не сложились браки Екатерины Фурцевой «Мне, как мужчинам, — водки»: почему не сложились браки Екатерины Фурцевой

Почему не складывалась личная жизнь Екатерины Фурцевой

Cosmopolitan
Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли

Ученые воспроизвели важный нервный путь, из-за которого человек чувствует боль

ТехИнсайдер
Рядом с могилой всадника времен Меровингов археологи нашли обезглавленную лошадь Рядом с могилой всадника времен Меровингов археологи нашли обезглавленную лошадь

Ученые раскопали раннесредневековый погребальный комплекс в городе Книттлинген

N+1
Развод и утрата: как справиться с последствиями Развод и утрата: как справиться с последствиями

Как утрата влияет на наше психологическое состояние?

VOICE
Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы

Американские ученые научились запускать регенерацию у взрослых лягушек

N+1
Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом

Вулканические отложения находятся под южным полюсом Марса

N+1
О чем умолчала Пенелопа? «Пенелопиада» — феминистский взгляд на греческую мифологию от автора «Рассказа служанки». Публикуем фрагмент книги О чем умолчала Пенелопа? «Пенелопиада» — феминистский взгляд на греческую мифологию от автора «Рассказа служанки». Публикуем фрагмент книги

Анна Блейз переосмысляет историю жены Одиссея: отрывок

Esquire
Наука невозможного: как добыть энергию из черных дыр Наука невозможного: как добыть энергию из черных дыр

Возможно ли добыть энергию, забросив фотонные ковши к горизонту событий

Популярная механика
Здесь будет город-форт Здесь будет город-форт

Ксения Шойгу решила не ходить в декретный отпуск, чтобы закончить стройку века

Собака.ru
Красную карточку! Почему футболисты при разводе ведут себя одинаково скверно Красную карточку! Почему футболисты при разводе ведут себя одинаково скверно

Почему футболисты превращаются в тиранов и деспотов? Мнение психологов

Cosmopolitan
Виниры, элайнеры, имплантаты – все, что вам надо знать о современной стоматологии Виниры, элайнеры, имплантаты – все, что вам надо знать о современной стоматологии

Разбираемся в секретах ослепительной улыбки вместе со стоматологами

GQ
Как принять сложное решение всего за 15 минут: навык, которым должен владеть любой карьерист Как принять сложное решение всего за 15 минут: навык, которым должен владеть любой карьерист

Как принимать нелегкие решения быстро?

Популярная механика
Нереальные вечеринки Нереальные вечеринки

За что американцы и японцы полюбили «Zoom для тусовщиков»

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
Против империи Против империи

Имам Шамиль — лидер, благодаря которому жил Северо-Кавказский имамат

Дилетант
Ошибки молодости Ошибки молодости

Лозунг «Молодым везде у нас дорога» мода, похоже, восприняла буквально

Vogue
В поисках себя В поисках себя

Изменения моды: смешение гендерных ролей, появление нейтрального гардероба

Домашний Очаг
Бетонная труба, винная бочка и самолет: 10 самых необычных отелей в мире Бетонная труба, винная бочка и самолет: 10 самых необычных отелей в мире

Особенные отели для тех, кому "олинклюзивы" уже надоели

Playboy
Польза и удовольствие: за что мы любим чернослив Польза и удовольствие: за что мы любим чернослив

Чернослив помогает нормализовать пищеварение и укрепляет кости

РБК
Венера Коломенская Венера Коломенская

Как участники добрососедства Коломны спасли местную достопримечательность

Собака.ru
Памятник архитектуре Памятник архитектуре

Ренцо Пьяно превратил ГЭС-2 в архитектурный аттракцион невиданного масштаба

Robb Report
Ввязаться в дело Ввязаться в дело

Мужчина, который вяжет, вызывает чувство удивления и умиления

Домашний Очаг
Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван

Зачем смотреть фильм «Событие» Одри Диван и как он связан с мировым контекстом?

СНОБ
Распахнули веки! Бибер, Хадид, Лайвли и другие звезды, изменившие разрез глаз Распахнули веки! Бибер, Хадид, Лайвли и другие звезды, изменившие разрез глаз

Кто из западных звезд скорректировал доставшийся им от природы разрез глаз?

Cosmopolitan
10 приложений, которые помогут стать здоровее и счастливее 10 приложений, которые помогут стать здоровее и счастливее

Бросить курить, больше двигаться — для этих целей найдется свое приложение

РБК
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
Аллергия на секс: как интимная близость может убить Аллергия на секс: как интимная близость может убить

У тебя есть минимум два способа превратить постельные игры в смертельный номер

Maxim
Как исправить неудачный Новый год и что делать с плохим настроением Как исправить неудачный Новый год и что делать с плохим настроением

Если понадобится преодолеть тоску и вернуть себе хорошее настроение

РБК
Один город — три судьбы Один город — три судьбы

5 причин посетить Волгоград

Лиза
Открыть в приложении