Вчені, схоже, розкрили секрет походження органічної речовини в метеоритах, які прилетіли з Червоної планети. Утворення органіки відбувається завдяки природним “акумуляторам”, що складається з води, солей і вулканічних порід. Що приємно, подібні процеси можуть йти на багатьох тілах Сонячної системи.
Такі висновки зроблені в науковій статті, опублікованій в журналі Science Advanced групою на чолі з Ендрю Стілом (Andrew Steele) з Наукового інституту Карнегі в США.
Нагадаємо, що білки, жири, вуглеводи, ДНК, РНК і багато інших молекул, без яких неможливо уявити собі живий організм, відносяться до органічних речовин. Звичайно, не вся органіка є складовою частиною живих істот або утворюється з їх участю, тому ставити знак рівності між органікою і життям не слід.
Однак наявність подібних молекул – найважливіша умова для появи біосфери. Мабуть, тільки органічна хімія здатна забезпечити те різноманіття, гнучкість і складність хімічних процесів, яке необхідне для існування навіть найпримітивнішому мікробу. Тому в середовищі вчених так великий інтерес до органічних речовин неземного походження.
У 2012 році команда на чолі з усе тим же Стілом вивчила вуглець з органічних молекул, виявлених у складі десяти марсіанських метеоритів. Дослідники прийшли до двох висновків, приємного і не дуже. Доброю новиною стало те, що ця органіка утворилася на Марсі (а не була привнесена забрудненням на Землі). Погана новина: вона не є продуктом життєдіяльності живих організмів.
Яким же чином вона в такому випадку утворилася? Це і з’ясовували автори недавнього дослідження.
Вчені використовували три зразки марсіанських метеоритів. Перший з них – Тіссінт (Tissint), впав у 2011 році в Марокко. Другий – Нахла, виявлений в Єгипті в 1911 році. Третім став NWA 1950, знайдений в Марокко в 2001 році. У всіх цих небесних каменях раніше виявилися вкраплення марсіанської органіки.
Метеорити зазнали найретельнішого аналізу. Серед використаних методів виявилася як звичне розглядання зразка в оптичний мікроскоп, так і рамановська спектроскопія, просвітчаста електронна мікроскопія, наномасштабна мас-спектрометрія вторинних іонів, спектроскопія поглинання рентгенівського поблизу краю поглинання (X-ray absorption near-edge structure) та інші методи з незрозумілими простим людям назвами.
Завдяки всім цим методикам автори досконально вивчили хімічний склад і тонку структуру органічних включень і оточуючих їх порід. Між іншим, виявилося, що органіка метеоритів надзвичайно схожа на речовини, знайдені на Червоній планеті місією MSL. Що ще раз підтвердило марсіанське походження молекул.
Здобуті відомості дозволили вченим зробити висновки про те, які процеси могли б призвести до утворення цих речовин.
Виявилося, що одним з необхідних інгредієнтів є вулканічні мінерали типу шпінелі. На Червоній планеті, багатої стародавніми вулканами, нестачі в такому матеріалі не відчувається. Другим важливим компонентом є рідка вода, яка у величезних концентраціях містить різні солі (зокрема, перхлорати). Такі розсоли ще ніколи не були безпосередньо виявлені на Марсі, але, за розрахунками фахівців, вони можуть там існувати практично повсюдно. Нарешті, третій елемент “чаклунського зілля” – вуглекислий газ. Він теж, м’яко кажучи, не в дефіциті: марсіанська атмосфера складається з нього майже повністю.
Коли ці три субстанції зустрічаються разом, починається електрохімічна реакція. На деякий час виникає щось на зразок природної батарейки. В результаті з вуглецю CO2 і водню води утворюються органічні сполуки.
“Відкриття того, що природна система може по суті утворювати невелику батарею на основі корозії, яка управляє електрохімічними реакціями між мінералами і навколишньою рідиною, має серйозні наслідки для астробіології”, – заявляє Стіл.
Дійсно, з’ясувалося, що для синтезу органіки не потрібно екзотичних умов або компонентів. Усі потрібні інгредієнти цілком звичайні для Марса, що або вже доведено (вулканічні мінерали і вуглекислий газ), або передбачається (розсоли). Більш того, подібний процес може йти і на таких тілах, як Європа чи Енцелад. Він міг збагачувати органічною речовиною і найдавнішу Землю.