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

«Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда» «Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда»

Как евгеника определила облик немецкой овчарки

N+1
История легенды История легенды

Ford Mustang — это больше чем машина. Мечта, икона, символ времени

Robb Report
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
Побег тринадцати Побег тринадцати

Самый дерзкий массовый побег за всю историю российской тюремной системы

Esquire
Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине

Одиночество — это не пустота, а пространство для наполнения своей жизни смыслами

Psychologies
Верная примета Верная примета

Стоит ли верить и слепо следовать приметам? Давай разберемся

Лиза
Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт Умное зеркало, распознавание шахматных партий, оцифровка фехтования: как искусственный интеллект меняет спорт

Как технологии трансформируют спортивную индустрию и меняют пользователей

Популярная механика
Хочу учиться до 100 лет Хочу учиться до 100 лет

Герои статьи вновь оказались в статусе студентов, когда им было больше 60 лет

Лиза
Как построить коллайдер на Луне (и зачем) Как построить коллайдер на Луне (и зачем)

Сооружение невиданных масштабов – ускоритель частиц, змеей обвивающий Луну

Популярная механика
5 ошибок основателя XYZ School Павла Мосейкина 5 ошибок основателя XYZ School Павла Мосейкина

Основатель XYZ School о самых критичных ошибках в построении бизнеса

Inc.
Сердцу не прикажешь: самые известные любовницы президентов Сердцу не прикажешь: самые известные любовницы президентов

И у президентов есть слабости, например красивые женщины

Cosmopolitan
Семь самых опасных автомобилей всех времен Семь самых опасных автомобилей всех времен

Почему эти машины особенно смертоносны?

Maxim
Властелин колеса и его две крепости Властелин колеса и его две крепости

Марко Липранди придумал свой вариант дуатлона в горах

Men’s Health
Почему мы так устаем от видеозвонков и что с этим делать Почему мы так устаем от видеозвонков и что с этим делать

Что такое Zoom-усталость и как избежать цифрового переутомления

РБК
МиГ-35/35Д: как устроен российский многофункциональный истребитель МиГ-35/35Д: как устроен российский многофункциональный истребитель

Истребитель разрабатывался на основе палубного самолета

Популярная механика
«Неправильно выбрали инвесторов»: сооснователь Viber Игорь Магазинник о продаже Juno и «стартап-чуде» в Израиле «Неправильно выбрали инвесторов»: сооснователь Viber Игорь Магазинник о продаже Juno и «стартап-чуде» в Израиле

Главное из интервью сооснователя Viber и Juno проекту «Русские норм»

VC.RU
«Галилей и отрицатели науки» «Галилей и отрицатели науки»

Отрывок из книги «Галилей и отрицатели науки» о жизни Галилея в Падуе

N+1
Несравненный Несравненный

Журналист объясняет, как из мальчика вырос мужчина, который называет себя львом

GQ
Свежие и классные: новые российские сериалы, которые тебя удивят Свежие и классные: новые российские сериалы, которые тебя удивят

Драма, черная комедия и политическая сатира — классные российские сериалы

Cosmopolitan
Слагаемые успеха: качества, которые помогут стать звездой — разбирается эксперт Слагаемые успеха: качества, которые помогут стать звездой — разбирается эксперт

Какими качествами должен обладать человек, чтобы добиться популярности

Cosmopolitan
Походы и катание в упряжках: как работает хаски-деревня в Подмосковье Походы и катание в упряжках: как работает хаски-деревня в Подмосковье

Как наша героиня построила турбазу и продает походы с хаски?

VC.RU
Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом

Вулканические отложения находятся под южным полюсом Марса

N+1
Как влияют на полёты самолётов вышки 5G: страшная правда Как влияют на полёты самолётов вышки 5G: страшная правда

Мобильная связь 5G может помешать работе оборудования самолётов?

Популярная механика
8 отличных детективных сериалов, которые ты мог пропустить 8 отличных детективных сериалов, которые ты мог пропустить

Детективные сериалы, которые не хуже известных "монстров"

Maxim
Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе

Каких стратегий поведения нужно придерживаться в первое время на новой работе?

Inc.
Как рассказать о своем фетише Как рассказать о своем фетише

Как выбрать подходящий момент, чтобы рассказать о своих фантазиях?

GQ
Откуда берутся прыщи на спине и как от них избавиться Откуда берутся прыщи на спине и как от них избавиться

Как изменить образ жизни, чтобы избавиться от прыщей на спине

РБК
Алиса умеет мечтать Алиса умеет мечтать

Алиса Вольская рассказывает Ариану Романовскому свою версию «Дьявол носит Prada»

Tatler
Как изменилась пухлая дочь Габи из «Отчаянных домохозяек» — не поверишь глазам! Как изменилась пухлая дочь Габи из «Отчаянных домохозяек» — не поверишь глазам!

Как сейчас выглядит дочка Габи из «Отчаянных домохозяек»?

Cosmopolitan
Как приготовить шарики воды во фритюре на своей кухне: кулинария с научным подходом Как приготовить шарики воды во фритюре на своей кухне: кулинария с научным подходом

Если вы любите кулинарные эксперименты, попробуйте приготовить шарики воды

Популярная механика
Открыть в приложении