В течение нескольких десятилетий ученые пытались понять, существуют ли органические соединения на Марсе — и если да, то откуда они там появились. Несмотря на то что недавние исследования принесли убедительные доказательства наличия органических веществ на этой планете, исследователи очень мало знают о возрасте и происхождении таких молекул, а также об их возможной биохимической активности.

Группа японских ученых обнаружила в карбонатных минералах марсианского метеорита органические вещества, которые содержат азот. Статья об этом открытии опубликована в издании Nature Communications. Найденные молекулы сохранились на Красной планете со времен нойского периода — ранней эпохи геологического развития Марса, то есть им около четырех миллиардов лет. Поскольку карбонатные минералы обычно выпадают в осадок из грунтовых вод, это открытие указывает на то, что когда-то соседняя планета была богата влагой и органикой, а соответственно — вполне пригодна для развития жизни.

Марсианские метеориты — куски породы, выброшенные в космос вследствие ударов небесных тел по поверхности Марса и затем оказавшиеся на Земле. Один из самых важных для науки марсианских метеоритов — ALH84001, найденный в 1984 году в Антарктиде. Именно его изучали японские исследователи.

ALH84001 содержит достаточно крупные включения карбонатных минералов с элементами органики, что делает его популярным объектом исследований. Однако все предыдущие попытки анализа органических веществ, содержащихся в метеорите, успехом не увенчались: из-за загрязнения антарктическим льдом было крайне сложно установить, какие из молекул действительно с Марса.

Схема возможных механизмов образования органики на Марсе
Схема возможных механизмов образования органики на Марсе

Для нового исследования применили специальные методы подготовки образцов, которые помогли избавиться от проблемы загрязнения. Например, ученые отделяли на серебряной ленте от основного метеорита крошечные зерна диаметром не более человеческого волоса. Затем с этих зерен при помощи сверхточного ионно-лучевого прибора удаляли загрязнения. Для детекции органического азота использовалась техника рентгеновской спектроскопии поглощения на передней кромке (µ-XANES), которая позволяла обнаруживать азот в минимальных количествах и строго в составе органических молекул.

Тщательные проверки образцов дали ученым возможность утверждать, что обнаруженные молекулы с очень большой вероятностью попали на Землю именно с Марса. Также исследователи установили, что доля азота в форме нитрата, одного из самых сильных окислителей на Красной планете сегодня, среди этих молекул минимальна. Это наводит на мысль о том, что атмосфера раннего Марса была куда менее окисляющей, чем та, которую мы наблюдаем сейчас.

По итогам исследования у ученых остается довольно много вопросов. Самый главный из них — откуда эти органические вещества взялись на соседней планете. «На заре истории Солнечной системы Марс, вероятно, был засыпан значительным количеством органического вещества — например, из богатых углеродом метеоритов, комет и частиц пыли. Некоторые из них, возможно, растворились в рассоле и оказались внутри карбонатов», — говорит один из авторов исследования Ацуко Кобаяши, озвучивая наиболее вероятную версию. Однако не исключен и вариант того, что органика образовалась уже на Марсе, в процессе химических реакций.