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

CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
Криптостартап Superdao выходца из России привлек $10,5 млн от зарубежных фондов Криптостартап Superdao выходца из России привлек $10,5 млн от зарубежных фондов

Superdao, основанный петербуржцем Юрием Лифшицем, привлек $10,5 млн

Forbes
Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности

Физики изготовили трансмонные кубиты из напыленной пленки ниобия

N+1
Сытные, бюджетные, полезные: диеты, которые легко соблюдать зимой Сытные, бюджетные, полезные: диеты, которые легко соблюдать зимой

Благодаря этим диетам можно прийти в форму без стресса и голодовок

Cosmopolitan
Ученые предсказали точную дату конца Вселенной— и он случится раньше, чем предполагалось Ученые предсказали точную дату конца Вселенной— и он случится раньше, чем предполагалось

Ученые впервые назвали точную дату конца Вселенной

Inc.
Широко открывая глаза Широко открывая глаза

Изучать свои чувства — это как ступить на экзотический, неизведанный остров

Psychologies
Удивительная история одноместного персонального вертолета 1950-х годов De Lackner HZ-1 Удивительная история одноместного персонального вертолета 1950-х годов De Lackner HZ-1

Без скепсиса смотреть на этот гибрид газонокосилки и вертолета невозможно

Maxim
Как работает тяжелая огнеметная система «Солнцепёк» Как работает тяжелая огнеметная система «Солнцепёк»

ТОС-1А «Солнцепек» — еще страшнее, чем ТОС-1 «Буратино»

Maxim
Мегапиксели не решают: какие характеристики камеры смартфона не менее важны Мегапиксели не решают: какие характеристики камеры смартфона не менее важны

На какие характеристики камеры смартфона стоит обращать внимание

CHIP
Как правильно копить деньги и что делать, если хочется тратить Как правильно копить деньги и что делать, если хочется тратить

Финансовое поведение предполагает, что человек не тратит все, что зарабатывает

Forbes
Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara

Suzuki Vitara — незадушенный «атмосферник» и надежный автомат

РБК
Самая жестокая мать Третьего рейха: как воспитывала детей Магда Геббельс Самая жестокая мать Третьего рейха: как воспитывала детей Магда Геббельс

Фрау Геббельс — дьявольский идеал матери в Германии

Cosmopolitan
Валютные скрепы: почему Россию сложно отключить от доллара Валютные скрепы: почему Россию сложно отключить от доллара

Что будет, если отключить Россию от системы SWIFT?

Forbes
Ёлки, столы и другие опыты: как ищет точки роста цех, который строил стенды для выставок, а потом — столы для удалёнки Ёлки, столы и другие опыты: как ищет точки роста цех, который строил стенды для выставок, а потом — столы для удалёнки

Когда спрос на твои основные продукты резко падает, а материалы не дешевеют

VC.RU
6 главных фактов о пользе петрушки для здоровья 6 главных фактов о пользе петрушки для здоровья

Петрушка — это концентрированный источник питательных веществ и витаминов

РБК
Почему японцы живут дольше всех: 5 секретов долгожителей Почему японцы живут дольше всех: 5 секретов долгожителей

Чтобы жить долго и счастливо — бери пример с японцев

Playboy
«Кузов из фольги». Чем недовольны покупатели популярных автомобилей «Кузов из фольги». Чем недовольны покупатели популярных автомобилей

Чем недовольны люди, которые купили популярные в России автомобили

РБК
Система ABS: что это такое и как работает? Система ABS: что это такое и как работает?

Что такое ABS, из чего он состоит, как работает антиблокировочная система?

РБК
Самый древний язык, или как разговаривали наши предки Самый древний язык, или как разговаривали наши предки

Когда появился язык? И какой из ныне существующих языков самый древний?

Популярная механика
Одна вокруг света: ночевка в пустыне и Долина желаний Одна вокруг света: ночевка в пустыне и Долина желаний

157-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Колумбия

Forbes
В России впервые установили зрительный нейроимплант В России впервые установили зрительный нейроимплант

Зрительный имплант был успешно установлен в мозг обезьяны

Популярная механика
Где ты был, Адам?Где ты был, Адам? Где ты был, Адам?Где ты был, Адам?

Рок-музыкант Адам Левин и модель Бехати Принслу живут в гармонии с природой

Tatler
Внуки лунохода Внуки лунохода

Экскурсия в инженерный центр беспилотных технологий «Яндекса»

Популярная механика
Через Вселенную Через Вселенную

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

Vogue
С обнаженными нервами С обнаженными нервами

Чувствительность — плюс или минус? Попробуем разобраться

Psychologies
Сага о бедрах: почему они нас беспокоят (вне зависимости от типа фигуры) Сага о бедрах: почему они нас беспокоят (вне зависимости от типа фигуры)

Разбираем типы женских фигур и рассуждаем о том, почему бедра — это проблема

Cosmopolitan
Была первым поставщиком кроссовок Nike и проиграла ей рынок: история Asics Была первым поставщиком кроссовок Nike и проиграла ей рынок: история Asics

Asics — как компания начинала и сражалась с Nike

VC.RU
Перейдем на Т Перейдем на Т

На что способен мужской половой гормон тестостерон на самом деле

Men’s Health
Смена привычек. Зимний тест электрического Jaguar i-Pace Смена привычек. Зимний тест электрического Jaguar i-Pace

Как тест Jaguar i-Pace превратился в проверку городской зарядной инфраструктуры

РБК
Против империи Против империи

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

Дилетант
Открыть в приложении