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

«Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда» «Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда»

Как евгеника определила облик немецкой овчарки

N+1
25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Женщины очень разные. В этом-то и проблема. И что они не любят — сложно понять

Maxim
Колоссального кальмара впервые сняли на видео в естественной среде обитания Колоссального кальмара впервые сняли на видео в естественной среде обитания

Как удалось запечатлеть колоссального кальмара в родных для него глубинах океана

N+1
Палеоантропологи назвали Homo erectus предками карликовых людей с Лусона Палеоантропологи назвали Homo erectus предками карликовых людей с Лусона

Ученые изучили зубы человека лусонского и сравнили их с предками homo sapiens

N+1
Мошенники усложнили схемы Мошенники усложнили схемы

Мошенники придумали новую схему обмана с «выплатами» в евро

Ведомости
Картина в картине Картина в картине

Ресторан «Доброград» соединил в себе экологичность, комфорт и семейные ценности

SALON-Interior
Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту Nebo над полигоном: как российскому стартапу удалось запустить суборбитальную ракету на рекордную высоту

Ракета-носитель высотой 3,5 метра преодолела высоту в 20 км

Популярная механика
Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах

Почему профессия IT-архитектора скоро окажется одной самых востребованных

Популярная механика
5 самых громких существ на планете 5 самых громких существ на планете

В мире есть животные и насекомые, которые своим звуком могут оглушить вас

Популярная механика
10 вредных пищевых привычек, от которых никогда не поздно отказаться 10 вредных пищевых привычек, от которых никогда не поздно отказаться

Попробовать отказаться от некоторых привычек, касающихся еды, никогда не поздно

Cosmopolitan
Оксинитрид титана позволил получить перовскитные солнечные элементы с рекордной эффективностью Оксинитрид титана позволил получить перовскитные солнечные элементы с рекордной эффективностью

Замена оксида титана на оксинитрид улучшила характеристики солнечного элемента

N+1
10 простых способов улучшить свое здоровье меньше, чем за 1 минуту 10 простых способов улучшить свое здоровье меньше, чем за 1 минуту

10 практик - которые качественно повлияют на твое здоровье и самочувствие

Cosmopolitan
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
Почему беговые лыжи были всенародно любимы в СССР? Почему беговые лыжи были всенародно любимы в СССР?

Поистине народное увлечение, перед которым все были равны!

Maxim
1230 мячей и 50 тысяч футболок: самые необычные футбольные коллекционеры 1230 мячей и 50 тысяч футболок: самые необычные футбольные коллекционеры

Когда фанатизм еще и отличное капиталловложение

Playboy
Бренд и лояльность клиентов ценнее финансов: история любимой покупки Баффета — кондитерской See’s Candys Бренд и лояльность клиентов ценнее финансов: история любимой покупки Баффета — кондитерской See’s Candys

Как кондитерская See’s Candys появилась и расцветала

VC.RU
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
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
Московская гага Московская гага

Как Роман Абрамович из любителя балета стал продюсером шумных постановок

Forbes
Как будут выглядеть Кардашьян, Джоли и другие звёзды если с них смыть макияж Как будут выглядеть Кардашьян, Джоли и другие звёзды если с них смыть макияж

Мы провели эксперимент и «умыли» популярных красавиц

Cosmopolitan
Запойные просмотры телевизора могут привести к проблемам с венами Запойные просмотры телевизора могут привести к проблемам с венами

Просмотр любимых сериалов не так уж полезен для вашего кровообращения

Популярная механика
Лучшие новые способы похудения! (плюс худшие) Лучшие новые способы похудения! (плюс худшие)

Не все схемы быстрого похудения одинаковы

Men’s Health
Физики уточнили одинаковость магнитных моментов протона и антипротона Физики уточнили одинаковость магнитных моментов протона и антипротона

Одна из самых больших загадок физики — баланс между материй и антиматерией

N+1
Колючее лечение Колючее лечение

Правда и мифы про иглоукалывание

Лиза
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
Вера Брежнева: «Я не зацикливаюсь на прошлом» Вера Брежнева: «Я не зацикливаюсь на прошлом»

Вера Брежнева рассказала, что ей нужно для счастья

Cosmopolitan
Ошибки молодости Ошибки молодости

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

Vogue
6 научно обоснованных способов уменьшить тревогу перед походом в спортзал 6 научно обоснованных способов уменьшить тревогу перед походом в спортзал

Что делать, если перед посещением спортзала вас сковывает страх?

Популярная механика
От Джулии Робертс до Пинк: звезды, реальный возраст которых выдает нос От Джулии Робертс до Пинк: звезды, реальный возраст которых выдает нос

Ты удивишься, но на самом деле нос тоже стареет и меняет форму

Cosmopolitan
Как победить рутину в отношениях Как победить рутину в отношениях

Как предотвратить тоску и сбежать от рутины в отношениях?

GQ
Открыть в приложении