Ярозит — это сульфат железа, и это один из нескольких минералов, которые ищет миссия НАСА Curiosity, поскольку его присутствие может указывать на древнюю среду обитания, в которой, возможно, когда-то находилась жизнь на красной планете.В новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Astrobiology, исследователи из Имперского колледжа Лондона и Музея естественной истории воспроизвели методику, которую один из бортовых приборов Curiosity Rover использует для анализа образцов почвы в поисках органических соединений. Они испытали комбинацию ярозита и органических соединений. Они обнаружили, что методика прибора, использующая интенсивные тепловые импульсы, называемые мгновенным нагревом, разлагает ярозит на диоксид серы и кислород, а затем кислород разрушает органические соединения, не оставляя никаких следов.
Проблема заключается в том, что если ярозит присутствует в образцах почвы, которые анализирует Curiosity, исследователи не смогут его обнаружить, потому что и ярозит, и любые органические соединения могут быть разрушены в процессе мгновенного нагрева.В 2014 году профессор Марк Сефтон, соавтор сегодняшнего исследования, исследовал минерал перхлорат.
Этот минерал также создает проблемы для экспериментов по мгновенному нагреву, поскольку он распадается с выделением кислорода и газообразного хлора, которые, в свою очередь, реагируют с любыми органическими соединениями, разлагая их на диоксид углерода и воду. Профессор Сефтон показал, что, хотя перхлорат был проблематичным, ученые потенциально могли использовать углекислый газ, полученный в результате эксперимента, для обнаружения присутствия органических соединений в анализируемом образце.
Профессор Сефтон из Департамента наук о Земле и инженерии Имперского колледжа Лондона сказал: «Разрушающие свойства некоторых сульфатов и перхлората железа по отношению к органическому веществу могут объяснить, почему текущие и предыдущие миссии до сих пор не предоставили убедительных доказательств наличия органических веществ, сохранившихся на земле. Поверхность Марса. И это несмотря на то, что ученые знали из предыдущих исследований, что органические соединения доставлялись на Марс через кометы, метеориты и межпланетную пыль на протяжении всей его истории ».
Чтобы сделать поиск признаков жизни более эффективным, команда Curiosity сейчас изучает, как Curiosity может компенсировать влияние этих минералов на поиск органических соединений. Их работа может иметь важные последствия как для миссии Curiosity, так и для предстоящей миссии Rover ExoMars 2018 под европейским руководством, в ходе которой будет вестись бурение подземных образцов красной планеты и с использованием того же метода мгновенного нагрева для поиска свидетельств прошлого или настоящего. чужая жизнь.Джеймс Льюис, соавтор исследования факультета наук о Земле и инженерии Имперского колледжа Лондона, добавил: «Наше исследование помогает нам увидеть, что если ярозит обнаружен, то ясно, что эксперименты по мгновенному нагреву для поиска органических соединений не может быть полностью успешным. Однако проблема в том, что ярозит является свидетельством систем, которые могли поддерживать жизнь, поэтому это не минерал, которого ученые могут полностью избежать при анализе почв на Марсе.
Мы надеемся, что наше исследование поможет ученым интерпретировать данные о Марсе и поможет им проанализировать огромное количество отличных данных, которые Curiosity в настоящее время генерирует, чтобы найти признаки того, что Марс когда-то был способен поддерживать жизнь ».На Земле минералы сульфата железа, такие как ярозит, образуются в жестких кислых водах, вытекающих из богатых серой горных пород. Несмотря на неблагоприятные условия, эти воды являются средой обитания бактерий, которые используют эти растворенные ионы сульфата. Это делает эти минералы очень интересными для ученых, изучающих Марс, поскольку их присутствие на красной планете свидетельствует о том, что кислая жидкая вода присутствовала в то же время, когда образовались минералы, которые могли обеспечить среду, благоприятную для укрытия древней микробной жизни на Марсе.
На борту Curiosity прибор для анализа проб на Марсе (SAM) анализирует пробы почвы на наличие органических соединений, постепенно нагревая пробы примерно до 1000 ° C, при этом выделяются газы. Затем эти газы можно анализировать с помощью методов, называемых газовой хроматографией и масс-спектрометрией, которые могут идентифицировать молекулы в газе и видеть, присутствуют ли какие-либо органические соединения. Именно эти эксперименты с прибором SAM исследователи, стоящие за сегодняшним исследованием, воспроизвели с ярозитом и органическими соединениями.
Исследователи подчеркивают, что не все сульфаты разлагаются, вступая в реакцию с органическими соединениями. Например, те, которые содержат кальций и магний, не будут разрушаться до тех пор, пока во время анализа не будут достигнуты чрезвычайно высокие температуры, и, следовательно, не повлияют на какие-либо присутствующие органические соединения.Команда предполагает, что если ярозит будет обнаружен в образцах на Марсе, то инструмент SAM Curiosity может отличить всплеск уровня углекислого газа, который, как ранее показал профессор Сефтон с перхлоратом, будет действовать как индикатор того, что органический материал присутствует и разрушается в процессе нагрева.На следующем этапе исследователи будут использовать синтетический ярозит в своих экспериментах, что позволит более чистому процессу разложения происходить при мгновенном нагреве минерала.
Это позволит проводить более точные количественные измерения при выделении кислорода. В конечном итоге они надеются, что это позволит провести более точные расчеты на образцах минералов Марса, чтобы найти способы, с помощью которых Curiosity может определить присутствие этого минерала, чтобы смягчить их влияние на органическое вещество.
Образцы ярозита, использованные в экспериментах, были собраны на острове Браунси в Дорсете с разрешения и при содействии Национального фонда.
