5 Minuten
Dėmėtas akmuo ir galimas senovinio gyvenimo užuomina
2024 m. liepą roveris Perseverance išgręžė mėginį iš išskirtinio, juostuoto akmens Jezero krateryje, vadinamo Chevaya Falls, ir surinko mėginį, kurį mokslininkų komanda pavadino Sapphire Canyon. Ankstyvieji instrumentų tyrimai atskleidė neįprastą, dėmėtą tekstūrą ant akmens paviršiaus: koncentrinius plotus, praturtintus geležį turinčiais mineralais. 2025 m. rugsėjo 10 d. paskelbta studija aprašo šias mineralines asociacijas kaip galimą biosignatūrą, keliant galimybę, kad chemines reakcijas, sukūrusias stebimą raštą, galėjo skatinti senoviniai mikrobai.
Kas yra biosignatūra ir kodėl tai svarbu
Biosignatūra yra bet koks matomas požymis — molekulinis, mineraloginis, struktūrinis ar izotopinis — suteikiantis įrodymų apie praeitą arba esamą gyvybę. Žemėje biosignatūros apima nuo iškastų liekanų ir organinių molekulių iki mikroorganizmų sukurtų mineralinių tekstūrų. Marsui mokslininkai kandidatines savybes klasifikuoja kaip „potencialias“ biosignatūras, kai jų biologinė kilmė yra įmanoma, bet dar neįrodyta; tokie radiniai reikalauja papildomų duomenų, kontekstinio analizavimo ir, pageidautina, laboratorinės patikros Žemėje.
Biosignatūrų tipai
Biosignatūros gali būti cheminės (specifinės organinės molekulės ar izotopų santykiai), fizinės (mikrofosilijos ar mikrobinės tekstūros) arba mineraloginės (mineralai, kurie pirmenybę teikia formuotis biologinėse aplinkose). Norint identifikuoti patikimą biosignatūrą Marse, svarbu tiek pačios savybės vidinės charakteristikos, tiek geologinis kontekstas, galintis ją išsaugoti arba pakeisti per milijardus metų.
Kodėl Sapphire Canyon mėginys yra moksliniu požiūriu įdomus
Sapphire Canyon patraukė dėmesį, nes Perseverance instrumentai PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) ir SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) žemėlapiavo raštą, kurį mokslininkai vadina "gepardų dėmėmis": koncentriniai reakcijos frontai, praturtinti vivianitu (geležies fosfatas) ir greigitu (geležies sulfidas).
Žemėje vivianitas dažnai susidaro aplinkose, turtingose nykstančia organine medžiaga, o greigitą gali gaminti sulfatus redukuojantys mikrobai. Abu mineralai dalyvauja redoks (redukcinė–oksidacinė) chemijoje: erdviniai gradientai, kur elektrono donorai ir akceptoriai keičiasi nedideliu atstumu, sukurdami sąlygas, kurias mikroba i naudoja energijai. Kur tokie gradientai išlieka, mikrobai gali katalizuoti reakcijas, paliekančias būdingus mineraloginius pėdsakus.
Abiotiniai alternatyvūs paaiškinimai ir geologinis kontekstas
Mineralai, tokie kaip vivianitas ir greigitas, taip pat gali susidaryti nebiologiniais procesais — pavyzdžiui, esant aukštai temperatūrai, labai rūgščioje aplinkoje arba per grynai neorganinę vandens chemiją. Tačiau Sapphire Canyon mėginys nerodo aiškių intensyvios kaitos ar ekstremalaus rūgštingumo požymių, kurių paprastai reikėtų abiogeniniam greigitui ir vivianitui paaiškinti. Šis geologinis kontekstas — kartu su raštuotomis, koncentrinėmis tekstūromis — daro biologinę hipotezę įtikinama, tačiau dar neįrodo jos galutinai.
Jezero krateris, misijos tikslai ir kodėl ši vieta yra svarbi
Perseverance buvo nusiųstas į Jezero, nes krateryje yra senovinis upės deltos ir ežero nuosėdų kompleksas — aplinkos, Žemėje gerai išsaugančios biologinę medžiagą. Ežeruose ir deltose dedami akmenys dažnai fiksuoja cheminius ir tekstūrinius praeitos gyvybingumo požymius ir, palankiomis sąlygomis, biosignatūras. Dėmėta mineralogija Sapphire Canyon mėginyje, paimta iš palyginti jaunų nuosėdinių sluoksnių misijos kontekste, praplečia laikotarpį, per kurį Marsas galėjo būti tinkamas gyvybei, ir rodo vėlesnius palankios chemijos epizodus nei manyta anksčiau.
Misijos įrankiai ir ribotumai
Perseverance instrumentų komplektas gali in situ identifikuoti mineralogiją, tekstūrą ir tam tikrą organinę chemiją, tačiau jie negali suteikti itin jautrių izotopinių ir molekulinių analizės galimybių, kokios prieinamos Žemės laboratorijose. Dėl to Mars Sample Return kampanija yra esminė: galutiniam skirtumui tarp biologinės ir abiogeninės kilmės nustatyti paprastai reikalingi aukštos raiškos izotopiniai tyrimai, specifinių junginių organinė analizė ir pažangi mikroskopija, atliekami Žemėje.
Kiti žingsniai: testavimas, mėginių grąžinimas ir vertintinos hipotezės
Mokslininkai toliau tirs alternatyvias, nebiologines Leopard Spot mineralų susidarymo trajektorijas: ilgalaikį kaitinimą, plataus masto rūgščių poveikį arba adsorbciją ant abiogeninių organikų. Chevaya Falls uola šiuo metu neturi aiškių tokio tipo sąlygų žymenų, tačiau jų visiškam paneigimui reikalingi tolesni nuotoliniai stebėjimai, palyginamieji tyrimai su kitais mėginiais ir, galiausiai, mėginių sugrąžinimas.
Sugrąžinus į Žemę, Sapphire Canyon mėginys būtų tiriamas izotopinio frakcionavimo (anglis, siera, geležis) tyrimais, aukštos raiškos vaizdavimo, siekiant aptikti mikrotekstūras ir galimas ląstelėms panašias struktūras, bei pažangiomis organinės chemijos analizėmis, kad būtų nustatytas molekulinių pasiskirstymų modelis, suderinamas su gyvybe. Šios analizės yra vienintelis kelias link pasitikinčio aiškinimo.
Eksperto įžvalga
"Raštai, kuriuos matome Sapphire Canyon, yra būtent tokie kontekstiniai užuominių pavyzdžiai, kurių tikėjomės, kad Perseverance ras," sako dr. Elena Ramirez, astrobiologė, tirianti analogines ežerų nuosėdas. "Tačiau turime būti atsargūs: Marsas chemiją išsaugo kitaip nei Žemė. Patikimiausias požiūris yra etapinis — išbandyti abiogenines scenarijas, surinkti daugiau vietinių duomenų ir tada pargabenti geriausius mėginius į Žemę laboratorinei patvirtinimo analizei."
Išvados
Mineralinės "gepardų dėmės" Sapphire Canyon mėginyje yra intriguojanti potenciali biosignatūra, nes jos jungia mineralus, dažnai susijusius su biologiniais redoks procesais, ir randamos geologiniame kontekste, palankaus išsaugojimui. Vis dėlto abiogeniniai mechanizmai išlieka tikėtini, o galutinis įrodymas priklausys nuo papildomų duomenų ir, kritiškai, nuo analizės, atliktos sugrąžintuose mėginiuose. Kol kas radinys pabrėžia Jezero kraterio vertę kaip langą į Marsą ankstyvą gyvybingumą ir sustiprina mokslinį prioritetą — mėginių grąžinimą bei kruopštų, daugdisciplininį patikrinimą.
Quelle: sciencealert
Kommentare