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

Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет

У страдавших ожирением в детстве высокая вероятность уйти в отпуск по здоровью

N+1
В погоне за универсальностью: палубный многоцелевой самолёт MPSNA из 80-х В погоне за универсальностью: палубный многоцелевой самолёт MPSNA из 80-х

Универсальный палубный самолёт MPSNA, о котором мы сегодня поговорим

Популярная механика
Среди отходов древнего Пантикапея распознали окаменелость миоценового тюленя Среди отходов древнего Пантикапея распознали окаменелость миоценового тюленя

Палеозоолог описал ископаемую лопатку миоценового тюленя Cryptophoca maeotica

N+1
Опыт выжившего: что делать, если провалился под лед Опыт выжившего: что делать, если провалился под лед

Как следует действовать при проваливании под лед: советы бывалых

Maxim
5 фраз, которые мгновенно выдают неуверенного в себе человека — и как научиться звучать уверенно 5 фраз, которые мгновенно выдают неуверенного в себе человека — и как научиться звучать уверенно

Каких именно слов и выражений стоит избегать, чтобы речь звучала тверже

VOICE
Как поставить апостроф на клавиатуре и даже без нее? 3 простых способа Как поставить апостроф на клавиатуре и даже без нее? 3 простых способа

Несколько простых способов размещения апострофа

CHIP
Запрет на сушку нижнего белья Запрет на сушку нижнего белья

Бытовые привычки японцев, которые удивляют русских

Лиза
Куив Макдоннелл: «Странные времена». Паранормальные явления в Манчестере Куив Макдоннелл: «Странные времена». Паранормальные явления в Манчестере

Отрывок из новой книги Куив Макдоннелл «Странные времена» в жанре мистики

СНОБ
Джон Сина и Джеймс Ганн – о «Миротворце», мемности и главном различии Marvel и DC Джон Сина и Джеймс Ганн – о «Миротворце», мемности и главном различии Marvel и DC

Рестлер, который вырос в значительного актера – без цензуры

GQ
От «Нивы» до «Майбаха». На каких автомобилях ездил Нурсултан Назарбаев От «Нивы» до «Майбаха». На каких автомобилях ездил Нурсултан Назарбаев

Гараж Нурсултана Назарбаева: роскошные лимузины и очень дорогие суперкары

РБК
Миллиардер Борис Йордан — Forbes: «Многие инвесторы боятся, что будут санкции» Миллиардер Борис Йордан — Forbes: «Многие инвесторы боятся, что будут санкции»

Интервью с пионером российского инвестиционного рынка Борисом Йорданом

Forbes
Есть ли у бензина срок годности и в чем его нужно хранить? Отвечаем на самые популярные вопросы о заправке Есть ли у бензина срок годности и в чем его нужно хранить? Отвечаем на самые популярные вопросы о заправке

Где и в чем на заправке хранится бензин? Есть ли у топлива срок годности?

ТехИнсайдер
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
Картина в картине Картина в картине

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

SALON-Interior
Рубен Симонов: «Для деда Москва была усыпана красивыми женщинами как бриллиантами...» Рубен Симонов: «Для деда Москва была усыпана красивыми женщинами как бриллиантами...»

При дедушке — Рубене Симонове — театр имел свое лицо

Коллекция. Караван историй
Стартап как на ладони. Что знают о вашем проекте инвесторы с предпринимательским опытом? Стартап как на ладони. Что знают о вашем проекте инвесторы с предпринимательским опытом?

Как знания о работе в стартапе изнутри изменили систему оценки проектов

Inc.
Каково это – сидеть в мексиканской тюрьме Каково это – сидеть в мексиканской тюрьме

Судьба человека в Латинской Америке причудлива, даже если он русский

Esquire
Крайние точки: чем может быть опасна бездумная борьба за всеобщее равенство Крайние точки: чем может быть опасна бездумная борьба за всеобщее равенство

Книга Дмитрия Некрасова «Социальное неравенство: Альтернативный взгляд»

Forbes
Когда жена успешнее: как сохранить счастье в браке — мнение психолога Когда жена успешнее: как сохранить счастье в браке — мнение психолога

Что делать, когда твой успех то и дело пошатывает хрупкое семейное счастье?

Cosmopolitan
Семейные портреты в туалете и вороны-уборщицы: 10 удивительных фактов о Голландии Семейные портреты в туалете и вороны-уборщицы: 10 удивительных фактов о Голландии

Мы представляем топ необычных фактов о Нидерландах, которые тебя удивят

Playboy
До Дороги жизни До Дороги жизни

Главные вопросы о жизни блокадного Ленинграда до открытия Дороги жизни

Дилетант
Как научить детей самому важному Как научить детей самому важному

Какие механизмы нужно задействовать, чтобы привить детям полезные навыки

СНОБ
Почему новогодние праздники — лучшее время попробовать интервальное голодание Почему новогодние праздники — лучшее время попробовать интервальное голодание

Попробуем начать новую жизнь — но без мучительных диет и подсчета калорий

Cosmopolitan
Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку

Ученые смогли показать возможности квантовых процессоров на полупроводниках

N+1
Чужак в спальне и другие моменты из жизни Елизаветы II, за которые ей стыдно Чужак в спальне и другие моменты из жизни Елизаветы II, за которые ей стыдно

Неловкие ситуации случались даже с Елизаветой II

Cosmopolitan
Мотивации Нео: что может увидеть специалист по психологии бизнеса в новой «Матрице» Мотивации Нео: что может увидеть специалист по психологии бизнеса в новой «Матрице»

Чтобы понять последнюю «Матрица», надо распаковать идеи современной психологии

Forbes
Почему взрослым людям сложно заводить друзей Почему взрослым людям сложно заводить друзей

Как правильно дружить взрослым?

Популярная механика
Песенка смета Песенка смета

Разбираемся в масштабной афере с авторскими правами на YouTube

Esquire
Куда пропали компактные смартфоны: почему 6,5 дюймов – это уже не «лопата» Куда пропали компактные смартфоны: почему 6,5 дюймов – это уже не «лопата»

С чем связан интерес к увеличению экранов смартфонов?

CHIP
Животные-преступники: 10 хвостатых нарушителей закона Животные-преступники: 10 хвостатых нарушителей закона

Зверям закон не писан, а отвечать пришлось

Playboy
Открыть в приложении