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

Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой

Астрономы подтвердили обнаружение третьего межзвездного объекта

N+1
Автоподставы на дороге. 9 ситуаций, в которые легко попасть каждому Автоподставы на дороге. 9 ситуаций, в которые легко попасть каждому

«Дымящийся» автомобиль, булыжники на дороге и другие способы обмана водителей

РБК
Древние белки указали на принадлежность «человека-дракона» к денисовцам Древние белки указали на принадлежность «человека-дракона» к денисовцам

Как палеопротеомный анализ дополнил генетические данные древних денисовцев

N+1
Одно расстройство: как американские психиатры изучают психопатию с помощью экспериментов над заключенными в тюрьмах Одно расстройство: как американские психиатры изучают психопатию с помощью экспериментов над заключенными в тюрьмах

Психопатия вызвана дефектом в определенных участках коры головного мозга

Esquire
8 доказанных наукой привычек, которые действительно повышают интеллект 8 доказанных наукой привычек, которые действительно повышают интеллект

Какие ритуалы стоит добавить в свою рутину, чтобы стать умнее

Maxim
Переход в облако только начинается, а прогнозы о будущем метавселенных могут не сбыться: тренды до 2030 года Переход в облако только начинается, а прогнозы о будущем метавселенных могут не сбыться: тренды до 2030 года

Даже становясь лучше, новые технологии не смогут заменить старые и привычные

VC.RU
Лунный парадокс Лунный парадокс

Должен ли спутник Земли притягиваться к Земле сильнее, чем к Солнцу?

Наука и жизнь
Занять свое место Занять свое место

Мы погружаемся в тайны семейного прошлого — и меняется что-то в нас самих

Psychologies
Света в темном царстве Света в темном царстве

Актриса Светлана Ходченкова — о том, что любить надо себя

Tatler
Кошки-мышки: как сотрудники обходят системы контроля компаний за рабочим временем Кошки-мышки: как сотрудники обходят системы контроля компаний за рабочим временем

Как сотрудники, обходя системы контроля, делают компании киберуязвимыми

Forbes
Теория подталкивания: как стартап ветерана Google меняет поведение сотрудников Теория подталкивания: как стартап ветерана Google меняет поведение сотрудников

Стартап Лазло Бока помогает выявить, что помогло бы сотрудникам достигать целей

Forbes
5 интересных фактов о советском Спутнике-1 5 интересных фактов о советском Спутнике-1

Запуск Спутника-1 4 октября 1957 года положил начало космической эре

Популярная механика
Сможем ли мы создать искусственную гравитацию в космосе Сможем ли мы создать искусственную гравитацию в космосе

Сможем ли мы создать искусственную гравитацию, и какие у нас есть варианты?

Популярная механика
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
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
Археологи обнаружили в Денисовой пещере фрагменты кольца и браслета из белого мрамора Археологи обнаружили в Денисовой пещере фрагменты кольца и браслета из белого мрамора

Новые находки в Денисовской пещере относятся к эпохе верхнего палеолита

N+1
Что мы знаем о чёрных дырах и как их увидеть? Что мы знаем о чёрных дырах и как их увидеть?

Черные дыры — одни из самых странных объектов в космическом пространстве

Популярная механика
От механофилии до книсмолагнии: 5 сексуальных фетишей, которые тебя удивят От механофилии до книсмолагнии: 5 сексуальных фетишей, которые тебя удивят

Такие странные фетиши, что впору задаться вопросом — где норма, а где извращение

Playboy
Интервью с Клэр Фой: от королевы Елизаветы до «Грязной герцогини» Интервью с Клэр Фой: от королевы Елизаветы до «Грязной герцогини»

Одним из самых ожидаемых сериалов точно можно назвать «Очень британский скандал»

Cosmopolitan
Спонтанное нарушение поляризационной симметрии обнаружили для непрерывных лазеров Спонтанное нарушение поляризационной симметрии обнаружили для непрерывных лазеров

Эффект, который может быть полезен для оптического управления поляризацией

N+1
Робособаки в подземелье: невероятные беспилотные машины в финале соревнований DARPA Робособаки в подземелье: невероятные беспилотные машины в финале соревнований DARPA

Прошел финальный этап соревнований между командами машин

Популярная механика

Продукты, которые канули в лету

Популярная механика
Зимние развлечения: чем заняться на улице Зимние развлечения: чем заняться на улице

Иди дышать свежим воздухом, а мы предложим лучшие варианты зимних развлечений

Cosmopolitan
Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком

История нашей читательницы: как преодолеть стереотипы и начать зарабатывать?

Cosmopolitan
Советские солдаты возле убитого двойника Гитлера Советские солдаты возле убитого двойника Гитлера

В мае 1945 года по Берлину распространился слух, что обнаружен труп Гитлера

Дилетант
Главная литература для предпринимателей XXI века: топ-10 книг про бизнес Главная литература для предпринимателей XXI века: топ-10 книг про бизнес

Лучшие книги по бизнесу и управлению для начинающих и опытных предпринимателей

Forbes
Поглотитель Amazon-брендов и кандидаты на IPO: кому дали денег больше всех в 2021-м Поглотитель Amazon-брендов и кандидаты на IPO: кому дали денег больше всех в 2021-м

Пять проектах основателей, получивших максимальную сумму инвестиции

Forbes
Как и зачем бренды и артисты проникли в видеоигры: репортаж Esquire из виртуальной реальности Как и зачем бренды и артисты проникли в видеоигры: репортаж Esquire из виртуальной реальности

Почему люди готовы тратить тысячи (а иногда и миллионы) на виртуальные предметы?

Esquire
«Не могу представить, что мне надоест»: инстамама Лерчик об удовольствии и работе «Не могу представить, что мне надоест»: инстамама Лерчик об удовольствии и работе

Блогер Валерия Чекалина — о работе, своем бренде и мотивации

Forbes
Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете

Главные вопросы о Меркурии

Популярная механика
Открыть в приложении