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

У позвоночных нашлось семь поводов поесть фекалий У позвоночных нашлось семь поводов поесть фекалий

Пищевую копрофагию у позвоночных животных можно разделить на семь категорий

N+1
Опыт одной фиксации: как смотреть «Фотоувеличение» Антониони 50 лет спустя Опыт одной фиксации: как смотреть «Фотоувеличение» Антониони 50 лет спустя

«Фотоувеличение» — кино-загадка о молодом лондонском фотографе

Esquire
Генетики прочитали ДНК последних охотников-собирателей Гималаев Генетики прочитали ДНК последних охотников-собирателей Гималаев

Генетики проанализировали ДНК больше ста представителей группы рауте

N+1
Трагедия Макбета: театр без воздуха, Коэн без брата Трагедия Макбета: театр без воздуха, Коэн без брата

Вышла «Трагедия Макбета» — первый фильм Джоэла Коэна, снятый без брата Итана

РБК
Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно

Наука в очередной раз доказала, что секс — это лучшее лекарство

Maxim
Как устроены катапульты истребителей V поколения: наглядная демонстрация Как устроены катапульты истребителей V поколения: наглядная демонстрация

Как работают катапультные кресла в современных истребителях?

Популярная механика
Они тебя не стоят: модные оттенки блонда, которые портят внешность Они тебя не стоят: модные оттенки блонда, которые портят внешность

Светлые волосы снова на пике моды, но бросаться в эту крайность не стоит

VOICE
Маленькими шагами: что такое принцип последовательности и как он приводит к успеху Маленькими шагами: что такое принцип последовательности и как он приводит к успеху

Как работает принцип последовательности и медленного роста

Forbes
Недооцененный продукт: зачем есть чечевицу Недооцененный продукт: зачем есть чечевицу

Рассказываем, чем полезна чечевица и можно ли ей заменить мясо?

РБК
Как славянская мифология покорила весь киномир Как славянская мифология покорила весь киномир

Как нечисть отечественного производства составила конкуренцию гламурным вампирам

СНОБ
Зло слов: краткая история оскорблений и ругательств Зло слов: краткая история оскорблений и ругательств

Жить в страшно оскорбленном мире неинтересно, зато интересно, как это начиналось

Maxim
История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале – нержавеющей стали

Популярная механика
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
В текущем режиме В текущем режиме

Как «разогнать» лимфу и поддерживать её оптимальную скорость?

Лиза
Заводам не хватает тетрапака Заводам не хватает тетрапака

В России вторую жизнь получает только десятая часть комбинированной упаковки

Эксперт
Как сбросить 10 кг и больше без диет: 7 женщин рассказывают, как им это удалось Как сбросить 10 кг и больше без диет: 7 женщин рассказывают, как им это удалось

Эти женщины смогли скинуть вес и рассказали, что именно они делали

Cosmopolitan
Скандальный дайджест: стереотипы про русских, вторжение в «Бойцовский клуб» и устарелые гномы Скандальный дайджест: стереотипы про русских, вторжение в «Бойцовский клуб» и устарелые гномы

Обзор тревожных, оскорбительных, неосторожных и прочих сомнительных жестов

GQ
10 самых быстрых животных планеты 10 самых быстрых животных планеты

Спрингбок, гепард, стриж и другие самые быстрые животные планеты

Популярная механика
Исполнение желаний без марафонов: как ставить цели и получать что хочешь Исполнение желаний без марафонов: как ставить цели и получать что хочешь

Собрали работающие техники по достижению целей для тех, кто полагается на себя

РБК
Эскортница, ставшая политиком: как Марта Ришар изменила жизнь всей Франции Эскортница, ставшая политиком: как Марта Ришар изменила жизнь всей Франции

До самой смерти Марте Ришар припоминали ее прошлое

Cosmopolitan
Как стать уверенной в себе? Мнение Михаила Лабковского Как стать уверенной в себе? Мнение Михаила Лабковского

Даже если с детства у тебя была заниженная самооценка, ты можешь это исправить

VOICE
Как работает матрица большого телескопа: подробно о сложном Как работает матрица большого телескопа: подробно о сложном

Астрономы обсерватории Китт-Пик пробуют внедрить альтернативу адаптивной оптике

Популярная механика
12 млн проданных консолей и более сотни миллионов картриджей за первые шесть лет: почему была популярна Atari 2600 12 млн проданных консолей и более сотни миллионов картриджей за первые шесть лет: почему была популярна Atari 2600

Atari: о производстве, первых играх компании и её конкурентах

VC.RU
Чему родители должны научить детей: 5 главных навыков Чему родители должны научить детей: 5 главных навыков

Какие навыки востребованы в мире? Готовы ли родители привить их своим детям?

СНОБ
7 фанатских теорий, которые переворачивают фильмы и сериалы с ног на голову 7 фанатских теорий, которые переворачивают фильмы и сериалы с ног на голову

Бран — Король Ночи, агент Смит — Избранный, что? Да!

Maxim
Сады в облаках: пять зданий с вертикальным озеленением Сады в облаках: пять зданий с вертикальным озеленением

Экологическая повестка сегодня в тренде даже у строителей

Playboy
Пастырь поколения. Михаил Кунин: Отец Александр Мень Пастырь поколения. Михаил Кунин: Отец Александр Мень

Отрывок из книги Михаила Кунина, в которой он создал портрет Александра Меня

СНОБ
Зачем нужна зима? Зачем нужна зима?

Преодолеть зиму и стать лучше

GQ
Лариса Рубальская. Человек неомраченных будней Лариса Рубальская. Человек неомраченных будней

Интервью с российской поэтессой и автором текстов песен Ларисой Рубальской

Караван историй
Наглядности ради: как эффектно представить данные в табличных редакторах Наглядности ради: как эффектно представить данные в табличных редакторах

Как представить скучные колонки цифр в понятном и визуально привлекательном виде

CHIP
Открыть в приложении