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

Зуб ребенка из Италии указал на сезонную мобильность позднепалеолитических охотников на сурков Зуб ребенка из Италии указал на сезонную мобильность позднепалеолитических охотников на сурков

Палеоантропологи исследовали молочный моляр мальчика, жившего 13 тысяч лет назад

N+1
10 советов, как сделать домашнюю еду такой же вкусной, как в ресторанах. Протестируйте их на своей кухне 10 советов, как сделать домашнюю еду такой же вкусной, как в ресторанах. Протестируйте их на своей кухне

Эти хитрости помогут вам приготовить ужин ничуть не хуже, чем в ресторане

Популярная механика
Личинки австралийских устриц приплыли на шум клешней раков-щелкунов Личинки австралийских устриц приплыли на шум клешней раков-щелкунов

Открытие зоологов поможет восстанавливать разрушенные устричные рифы

N+1
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
Думай и богатей Думай и богатей

Золотые правила успеха

kiozk originals
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
Новый Свет в старом свете Новый Свет в старом свете

«Позолоченный век»: Даунтон на Гудзоне

Weekend
В эти часы можно есть всё, что хочешь, и худеть — доказано исследованием В эти часы можно есть всё, что хочешь, и худеть — доказано исследованием

Когда лучше всего есть?

Cosmopolitan
«Мне, как мужчинам, — водки»: почему не сложились браки Екатерины Фурцевой «Мне, как мужчинам, — водки»: почему не сложились браки Екатерины Фурцевой

Почему не складывалась личная жизнь Екатерины Фурцевой

Cosmopolitan
Исторические личности, которые были бы худшими друзьями на Facebook Исторические личности, которые были бы худшими друзьями на Facebook

Исторические личности, которые позорились бы в соцсетях

Maxim
Наоми Осака, сестры Уильямс, Симона Байлз: самые высокооплачиваемые спортсменки мира Наоми Осака, сестры Уильямс, Симона Байлз: самые высокооплачиваемые спортсменки мира

Совокупный годовой доход десяти самых высокооплачиваемых спортсменок — $167 млн

Forbes
Как различение звуков спаривания комаров поможет нам контролировать малярию? Как различение звуков спаривания комаров поможет нам контролировать малярию?

Как у комаров связаны спаривание и слух

Популярная механика
10 упражнений на гибкость: видео, советы тренера 10 упражнений на гибкость: видео, советы тренера

Гибкость — это улучшение координации, красота и приятные ощущения в теле

РБК
Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara

Suzuki Vitara — незадушенный «атмосферник» и надежный автомат

РБК
Система ABS: что это такое и как работает? Система ABS: что это такое и как работает?

Что такое ABS, из чего он состоит, как работает антиблокировочная система?

РБК
Ценность университетской культуры Ценность университетской культуры

Ректор МИФИ Владимир Шевченко — о своем видении развития университета

Эксперт
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
Советский поезд на магнитной подушке четверть века провел Советский поезд на магнитной подушке четверть века провел

ТП — удивительные советские поезда на магнитной подушке

Популярная механика
От Рианны до основательницы Bumble: 10 женщин из зала славы рейтинга 30 Under 30 От Рианны до основательницы Bumble: 10 женщин из зала славы рейтинга 30 Under 30

Что сейчас делают самые выдающиеся женщины из рейтинга 30 Under 30

Forbes
Хоккей для всех Хоккей для всех

Ночная хоккейная лига (НХЛ), масштабный проект российского любительского спорта

Men’s Health
О чем мы не можем говорить О чем мы не можем говорить

Многим трудно говорить о половых органах, невозможно даже произнести их названия

Psychologies
10 продуктов, которые самые здоровые люди на планете едят каждый день 10 продуктов, которые самые здоровые люди на планете едят каждый день

Что такого бы съесть, чтобы оздоровиться и чувствовать себя на все сто?

Cosmopolitan
«Сейчас бы действовал более формально и через менеджеров»: основатель Xsolla — об уроках после массовых увольнений «Сейчас бы действовал более формально и через менеджеров»: основатель Xsolla — об уроках после массовых увольнений

В чем ошибся основатель Xsolla, обвиняя своих сотрудников в невовлеченности?

VC.RU
Самый древний язык, или как разговаривали наши предки Самый древний язык, или как разговаривали наши предки

Когда появился язык? И какой из ныне существующих языков самый древний?

Популярная механика
Иван Стилиди. В потоке Иван Стилиди. В потоке

Беседа с хирургом и онкологом Иваном Стилиди

Караван историй
Аллергия на секс: как интимная близость может убить Аллергия на секс: как интимная близость может убить

У тебя есть минимум два способа превратить постельные игры в смертельный номер

Maxim
Преображение гуманизма. Эпизод 2. Вернуть гуманизм Преображение гуманизма. Эпизод 2. Вернуть гуманизм

Где и как обществу искать выход из кризиса?

Эксперт
Запрет на сушку нижнего белья Запрет на сушку нижнего белья

Бытовые привычки японцев, которые удивляют русских

Лиза
Что такое биотин и как он влияет на волосы Что такое биотин и как он влияет на волосы

Рассказываем о сильных и слабых сторонах биотина

РБК
Гонки болотоходов: машины, бегущие по волнам Гонки болотоходов: машины, бегущие по волнам

Добро пожаловать на гонки болотных багги!

Популярная механика
Открыть в приложении