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

OpenAI впервые за пять лет выпустила языковые модели с открытыми весами OpenAI впервые за пять лет выпустила языковые модели с открытыми весами

Компания OpenAI выпустила две большие языковые модели с открытыми весами

N+1
Инфантильный мужчина: 5 признаков парня, который ищет мамочку Инфантильный мужчина: 5 признаков парня, который ищет мамочку

Как уберечь себя от пожизненной позиции мамы для инфантильного мужчины?

Cosmopolitan
Палеогенетики уточили популяционную историю Таримской впадины Палеогенетики уточили популяционную историю Таримской впадины

Как ученые анализировали геномы древних людей из Таримской впадины

N+1
Умные игрушки Умные игрушки

Что помогает развить детский интеллект?

Здоровье
«Поел морковки и пожелтел»: какие витамины нам не нужны «Поел морковки и пожелтел»: какие витамины нам не нужны

Какими рисками чревато расхожее «попей витаминчиков», откуда взялась эта мода?

РБК
Каково это – сидеть в мексиканской тюрьме Каково это – сидеть в мексиканской тюрьме

Судьба человека в Латинской Америке причудлива, даже если он русский

Esquire
Поэт и его республика Поэт и его республика

Республика Фиуме — удивительная авантюра поэта Габриэле д'Аннунцио

Дилетант
7 ошибочных суждений о летучих мышах 7 ошибочных суждений о летучих мышах

Обоснованна ли плохая репутация летучих мышей?

Популярная механика
Убытки, сокращения и бунт: что происходит в Skillbox и GeekBrains Убытки, сокращения и бунт: что происходит в Skillbox и GeekBrains

Образовательный холдинг провел сокращение сотрудников

Forbes
На Алтае нашли древнюю мумию ребенка в шелковой одежде На Алтае нашли древнюю мумию ребенка в шелковой одежде

Археологи исследовали мумию ребенка трех-шести лет I-III веков нашей эры

N+1
Душевные новогодние мультфильмы из СССР, которые хочется пересматривать бесконечно Душевные новогодние мультфильмы из СССР, которые хочется пересматривать бесконечно

Специальная подборка зимних мультфильмов для создания душевного настроения

Maxim
Время для любви Время для любви

Мне казалось, что с появлением малыша я поменяюсь кардинально. Именно внутренне

Домашний Очаг
Паста и Баста Паста и Баста

Василий Вакуленко и его жена в 40 лет решили, что пора, и в их жизнь пришел ЗОЖ

Tatler
Марс, древняя жизнь и… утки Марс, древняя жизнь и… утки

«Утиный тест» — популярный способ протестировать очевидность происходящего

Наука и жизнь
Тактика наступления Тактика наступления

Уже минимум треть пациентов эстетических клиник — мужчины

Tatler
11 упражнений с гирей для новичков и профессиональных спортсменов 11 упражнений с гирей для новичков и профессиональных спортсменов

Тренировки с гирей улучшают общее состояние организма

РБК
Как исправить неудачный Новый год и что делать с плохим настроением Как исправить неудачный Новый год и что делать с плохим настроением

Если понадобится преодолеть тоску и вернуть себе хорошее настроение

РБК
«Быть Рикардо»: как Соркин, Кидман и Бардем разоблачают изнанку американских ситкомов «Быть Рикардо»: как Соркин, Кидман и Бардем разоблачают изнанку американских ситкомов

На Amazon Prime вышел фильм Аарона Соркина «Быть Рикардо»

Forbes
Тайны степфордских жен: как на самом деле жили идеальные домохозяйки Тайны степфордских жен: как на самом деле жили идеальные домохозяйки

50-е года в США были особым временем

Cosmopolitan
Большая игра Большая игра

Для Бена Аффлека прошлый год оказался насыщенным на события

OK!
«Продают себя! Чем отличаются от путан?»: Анастасии Макеева осудила содержанок «Продают себя! Чем отличаются от путан?»: Анастасии Макеева осудила содержанок

Анастасия Макеева высказалась против браков по расчету

Cosmopolitan
Панельного неба скульптура: Никита Анохин делает ночники в виде советских домов, а их покупают в России и за рубежом Панельного неба скульптура: Никита Анохин делает ночники в виде советских домов, а их покупают в России и за рубежом

Мастерская Nikita Anokhin Store началась на кухне со шкатулок-сердец

VC.RU
Ананасовые плантации навредили редким зимородкам с острова Мангаиа сильнее инвазивных майн Ананасовые плантации навредили редким зимородкам с острова Мангаиа сильнее инвазивных майн

Зимородки с острова Мангаиа не слишком страдают от завезенных майн

N+1
«Голоса Варшавского гетто». Сборник материалов из архива «Ойнег Шабес» под редакцией Дэвида Г. Роскиса «Голоса Варшавского гетто». Сборник материалов из архива «Ойнег Шабес» под редакцией Дэвида Г. Роскиса

«Голоса Варшавского гетто» — как «Ойнег Шабес» сохраняла еврейскую культуру

СНОБ
У какой страны мира больше всего островов? У какой страны мира больше всего островов?

Швеция — страна-рекордсмен по количеству островов

Популярная механика
GoPro, литий, зеленая экономика: пять перспективных новых акций на «СПБ Бирже» GoPro, литий, зеленая экономика: пять перспективных новых акций на «СПБ Бирже»

На бумаги каких пяти компаний стоит обратить внимание инвесторам?

Forbes
Сколько калорий нужно съедать в день, чтобы похудеть Сколько калорий нужно съедать в день, чтобы похудеть

Сокращение калорий может стать эффективным способом снижения веса

Cosmopolitan
Перст судьбы Перст судьбы

Нейл-арт перекочевал из категории безвкусицы в разряд самых свежих трендов

Vogue
Лазерная абляция помогла создать компактный источник атомов Лазерная абляция помогла создать компактный источник атомов

Как ученые собираются создать мобильные атомные часы

N+1
Лучше спросить заранее: популярные вопросы в области стоматологии Лучше спросить заранее: популярные вопросы в области стоматологии

Что нового появилось в современной стоматологии?

Популярная механика
Открыть в приложении