Mi a közös a szénnek, a kőolajnak és a szarvasgombanak? Menj tovább. Nos, várj.
A válasz a tiofének, egy olyan molekula, amely hasonlóan viselkedik, mint a benzol. A kőolaj, a szén és a szarvasgomba mind tioféneket tartalmaz. Tegye néhány más anyagot is. Az MSL Curiosity tioféneket talált a Marson, és bár ez nem bizonyítja egyértelműen, hogy a Mars egyszer élte életét, felfedezése fontos mérföldkő a rover számára. Különösen azért, mert a szarvasgomba él, és az olaj és a szén régen is ilyen volt.
A NASA Curiosity weboldalának idézete emlékezteti a rover küldetését: „A kíváncsiságot annak felmérésére fejlesztették ki, hogy a Mars valaha is rendelkezik-e olyan környezettel, amely képes támogatni a mikrobáknak nevezett kicsi életformákat. Más szavakkal, küldetése az, hogy meghatározzuk a bolygó „alkalmazhatóságát”.
A berlini műszaki egyetemen dolgozó tudósok egyike szerint a Marson talált kíváncsiság tiofének jelképezhetik a korai marsi életet. Ha igazuk van, akkor a Marsot egyszerre egyszerű életformák lakták. Megállapításaikat egy új cikkben mutatták be.
A pár Dirk Schulze-Makuch és Jacob Heinz. Schulze-Makuch a Washington Állami Egyetemen is asztrobiológus. A cikkük tiofének a Marson: Biotikus vagy abiotikus eredet? Megjelent az Astrobiology folyóiratban.
Az MSL Curiosity megtalálta a tioféneket a marsi üledékekben. Ez egy a Marson található számos érdekes molekula közül, amelyek biotikus eredetűek lehetnek. A tiofének a diagenezis révén abiotikus eredetűek is lehetnek, amelyek fizikai és kémiai változások, amelyek akkor fordulnak elő, amikor az üledékek üledékes kőzetekké válnak.
Annak érdekében, hogy megtalálják a tioféneket a marsi üledékekben, a Curiositynak először a mintát 500 Celsius fok fölé kellett hevítenie. Ezután a Curiosity megvizsgálta azt a SAM (Sample Analysis at Mars) eszközzel. A SAM a mintából kijövő gázokat gázkromatográfiás-tömegspektrometria segítségével elemezte. A SAM valójában három eszköz egyben, és együtt keresnek szerves vegyi anyagokat.
"Több olyan biológiai útvonalat azonosítottunk a tiofének számára, amelyek valószínűbbnek tűnnek, mint a kémiai, de még mindig szükségünk van bizonyítékra" - mondta Dirk Schulze-Makuch egy sajtóközleményben. "Ha tioféneket talál a Földön, akkor azt gondolná, hogy biológiai, ám természetesen a Marson a bizonyítéksáv, amelynek kicsit magasabbnak kell lennie."
A tiofének szerkezete feltehetően lehetséges biotikus eredetre utal. Négy szénatomuk és egy kénatom gyűrűben vannak elrendezve, hidrogénatomokkal. A szénhidrogének elengedhetetlen elemei a szerves kémiaban, és a kénatomokat tartalmazó szénhidrogének molekulái fontos részét képezik a szerves kémia vizsgálatának.
A tiofének nem biológiai forrásai vannak. Meteor-hatásokkal és termokémiai szulfát-redukciónak nevezett eljárással állíthatók elő, ahol a vegyületeket 120 Celsius (248 F) fölé hevítik.
De a tiofének biológiai forrásai a legérdekesebbek. A távoli múltban, talán körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt, a Mars sokkal más hely volt. Valószínűleg meleg és nedves környezetben volt, amely elpusztíthatta az életet. Ezek az ősi baktériumok biológiailag megkönnyíthetik a szulfát redukciós folyamatot, amelynek eredményeként a tioféneket észlelték a kíváncsiság.
A technológia gyorsan mozog. A kíváncsiság sokkal fejlettebb volt, mint elődeinek, a Szellemnek és a Lehetőségnek. Olyan technológiát alkalmaz, amely a nagy molekulákat kisebb molekulákra bontja az elemzéshez. De amikor a következő Mars-rover, az ESA ExoMars missziója megérkezik a vörös bolygóra, akkor még fejlettebb technológiát fog hozni.
Az ExoMars MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer) az ExoMars rover elsőszámú asztrobiológiai műszere, és a legnagyobb eszköz. Kicsit kifinomultabb, mint a Curiosity műszere, és a molekulák tanulmányozásakor nem támaszkodik fragmentációra. A MOMA lehetővé teszi nagyobb molekulák gyűjtését és tanulmányozását.
A MOMA a homochiralitás fogalmát fogja felhasználni biotikus vagy abiotikus molekulák azonosítására, amit az MSL Curiosity nem tud megtenni. A homochiralitás az aminosavak és a cukrok tulajdonsága. Az élethez szükséges számos szerves molekula, beleértve az aminosavakat és a cukrokat, mind balkezes, mind jobbkezes típusú lehet, ezeket kiralitásuknak nevezzük.
A Föld életében a 20 aminosav közül 19 homokirális és balkezes, míg az RNS és a DNS részét képező cukrok homokirális és jobbkezes. A homochiralitás elengedhetetlen a hatékony anyagcseréhez. Ugyanazon laboratóriumban előállított vegyi anyag ugyanolyan mennyiségű lesz a balkezes és a jobbkezes típusú. Az alapötlet az, hogy ha homokirális építőelemeket találunk, valószínűleg biológiai forrással is rendelkeznek.
Az izotóp arányok megkülönböztethetik ugyanazon atomok között, akár biootikus, akár abiotikus eredetűek. Schulze-Makuch és Heinze, a cikk szerzői úgy vélik, hogy az ExoMars rover adatainak némelyikét a szén és a kén izotópjainak keresésére is fel kell használni. Különösen mindkettő könnyebb izotópjai. Szerintük valószínű, hogy itt találunk biológiai eredetűt.
"A szervezetek" lusták ". Inkább az elem fény izotóp variációit használják, mert ez kevesebb energiát jelent számukra." - mondta Schulze-Makuch.
Az életformák megváltoztatják az általuk előállított elemek könnyű izotópjai és nehéz izotópjai közötti egyensúlyt. Ez az arány különbözik az ugyanazon elemekben szereplő arányban az építőelemekben. Schulze Makuch szerint ez egy „életjelző jel”.
A vita a Marson való életről évtizedek óta folyik. Amikor a Viking leszállók 1976-ban a Marson voltak, elvégezték az első in situ méréseket, szerves vegyületeket keresve. Amit ma találtak, továbbra is kissé ellentmondásos ma, mivel egyetlen laboratóriumi kísérlet sem tudta teljes mértékben újrahozni ezeket az eredményeket. A tudományos közösségben azonban széles körben úgy gondolják, hogy a vikingek eredményeit abiotikus források magyarázzák.
Az ExoMars rover a következő lépés a ősi Mars lakóképességének megértésében. Kísérleti eredményei egy lépéssel közelebb hozhatnak minket ahhoz, hogy véglegesen megismerjük, ha a Mars egyszer életben volt-e. De sajnos ez nem egészen vezet minket ehhez a következtetéshez.
„Mint Carl Sagan mondta:„ a rendkívüli követelések rendkívüli bizonyítékokat igényelnek ”- mondta Schulze-Makuch. "Azt hiszem, hogy a bizonyítás valóban megköveteli, hogy valóban küldjünk embereket oda, és egy űrhajós átnéz egy mikroszkópon, és meglát egy mozgó mikrobát."
Több:
- Sajtóközlemény: A vizsgálatban a Curiosity Rover felfedezett szerves molekulákat találtunk összhangban a Mars korai életével
- Megjelent tanulmány: Tiofének a Marson: Biotikus vagy abiotikus eredet?
- A Mars Szerves Molekula Analyzer (MOMA) műszere: A szerves anyag jellemzése a marsi üledékekben
