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

Найденная рыбаками на дне Тайваньского пролива древняя челюсть принадлежала денисовцу Найденная рыбаками на дне Тайваньского пролива древняя челюсть принадлежала денисовцу

Кусок нижней челюсти архаичного человека Penghu-1 принадлежал денисовцу

N+1
Полеты на паутине и отстрел зомби: топ-7 игр, наполненных духом Рождества Полеты на паутине и отстрел зомби: топ-7 игр, наполненных духом Рождества

Подборка самых интересных релизов, чтобы ты не скучал на новогодних праздниках

Maxim
Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция

Как искусственный белок реагирует на повышение концентрации ионов кальция

N+1
Форменное суеверие, или Почему наука вдруг заинтересовалась одеждой школьников Форменное суеверие, или Почему наука вдруг заинтересовалась одеждой школьников

Ученые разгромили в пух и прах поверья о школьной форме

СНОБ
Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать

Какие продукты стоит внести в меню, чтобы поддерживать тело в тонусе?

Правила жизни
Я в домике Я в домике

С дефицитом шале в Куршевеле покончено — «Татлер» выдыхает с облегчением

Tatler
«Декстер», «Отчаянные домохозяйки» и другие сериалы, которые снова вышли на экраны спустя много лет «Декстер», «Отчаянные домохозяйки» и другие сериалы, которые снова вышли на экраны спустя много лет

Пять неожиданных сериальных камбэков из прошлого

Playboy
IPS или AMOLED: какой экран лучше для смартфона IPS или AMOLED: какой экран лучше для смартфона

Основные достоинства и недостатки экранов IPS и AMOLED

CHIP
Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку

Ученые смогли показать возможности квантовых процессоров на полупроводниках

N+1
Кризис приватности: за нами следят? Кризис приватности: за нами следят?

В жизни становится все меньше приватного и все больше публичного

Psychologies
Укуси меня, если сможешь: как вампиры проникают в российское кино и сериалы Укуси меня, если сможешь: как вампиры проникают в российское кино и сериалы

Чем отечественные вампиры отличаются от зарубежных?

Esquire
Остатки дипломатии: как Москва и Вашингтон борются с «русскими хакерами» Остатки дипломатии: как Москва и Вашингтон борются с «русскими хакерами»

США и Россия могут совместно бороться с цифровыми угрозами

Forbes
На Русском подворье в Иерусалиме нашли 124 жертвы древней резни На Русском подворье в Иерусалиме нашли 124 жертвы древней резни

Не менее 124 человек стали жертвами резни, произошедшей в II—I веке до нашей эры

N+1
Все, кроме тебя: что такое синдром упущенной выгоды (FOMO) и почему не стоит ему поддаваться Все, кроме тебя: что такое синдром упущенной выгоды (FOMO) и почему не стоит ему поддаваться

Как противостоять синдрому упущенной выгоды?

Esquire
«Путеводитель зоолога по Галактике» «Путеводитель зоолога по Галактике»

Зачем животные двигаются?

N+1
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
Почему не заводится машина: 10 причин и что с этим делать Почему не заводится машина: 10 причин и что с этим делать

Разбираемся в основах диагностики автомобиля

Playboy
Как устроен детектор гравитационных аномалий: бессмертное наследие Эйнштейна Как устроен детектор гравитационных аномалий: бессмертное наследие Эйнштейна

Начинается эра нового метода — гравитационно-волновой астрономии

Популярная механика
Как устроен самый мощный ледокол в мире Как устроен самый мощный ледокол в мире

Атомные ледоколы «Арктика» и «Сибирь» — то, чем россияне могут гордиться

Maxim
10 причин, почему в салоне автомобиля неприятно пахнет 10 причин, почему в салоне автомобиля неприятно пахнет

Вам знаком этот противный запах, который может держаться в салоне автомобиля?

Популярная механика
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
Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми Почему запрет рекламы молочных смесей не поможет сделать детей здоровыми

На какие аспекты материнства стоит обратить внимание депутатам?

Forbes
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
Просто кошмар: как не быть бесконечным источником негатива для других людей Просто кошмар: как не быть бесконечным источником негатива для других людей

Отрывок из книги «Вредные мысли» — как отказаться от излишней драматизации?

Forbes
Коктейль со льдом Коктейль со льдом

Долгая дорога в самые отдалённые уголки северного острова

Robb Report
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
Встречка на МКАД и попкорн. Шесть невероятных происшествий с каршерингом Встречка на МКАД и попкорн. Шесть невероятных происшествий с каршерингом

Резонансные инциденты с автомобилями российского каршеринга

РБК
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
Замужем за мафией: 6 жен самых опасных в истории гангстеров Замужем за мафией: 6 жен самых опасных в истории гангстеров

Чем жизнь жены преступника номер один отличается от судеб обычных людей?

VOICE
Что такое тейпирование и какую пользу для здоровья и внешности можно от него получить? Что такое тейпирование и какую пользу для здоровья и внешности можно от него получить?

Мы решили рассказать о тейпах и разобраться с особенностями тейпирования

Esquire
Открыть в приложении