Как изотопный анализ помогает восстановить события на Красной планете?

N+1Наука

В марсианском углероде нашли экстремальный отрицательный изотопный сдвиг

Винера Андреева

Поверхность педимента Гринхью. Здесь была отобрана одна из проб с необычно большой отрицательной изотопной аномалией углерода. Мозаичное изображение, построенное из снимков, полученных камерой MastCam марсохода «Кьюриосити». NASA / Caltech-JPL / MSSS

Марсоход «Кьюриосити» обнаружил в метане, выделенном из проб осадочных пород кратера Гейл, высокую изменчивость изотопного состава углерода. При этом большинство измерений указывают на резко пониженное содержание углерода-13, особенно по отношению к современной марсианской атмосфере. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, авторы исследования предложили три возможных причины возникавших в прошлом крупных отрицательных аномалий изотопной сигнатуры углерода. Это фотолиз биогенного метана, фотохимическое восстановление атмосферной углекислоты и выпадение космической пыли при прохождении Солнечной системы через гигантское молекулярное облако.

Изотопный анализ позволяет реконструировать записанную в отложениях осадочных пород историю геохимических процессов на планете, в частности, судить об источниках органических соединений, таких как метан. Поэтому степень фракционирования стабильных изотопов углерода служит важным показателем того, как протекает глобальный углеродный цикл и какие факторы оказывают на него влияние. Изотопную сигнатуру, или подпись, изучаемого образца выражают через отношение содержания изотопов (для углерода — 13C/12C), а аномалии изотопного состава — с помощью величины δ13C, которая определяется как отношение разности между сигнатурами образца и эталона к сигнатуре эталона, исчисляемое в промилле. Аналогично вычисляются величины сдвигов изотопного состава для кислорода, азота, серы и других элементов.

Участок Эдинбург на поверхности педимента Гринхью, где марсоход «Кьюриосити» пробурил скважину для отбора пробы. Снимок, полученный с помощью камеры MAHLI. NASA/Caltech-JPL/MSSS
Скважина для отбора пробы, пробуренная марсоходом «Кьюриосити» на участке Эдинбург. Мозаичное изображение, построенное из снимков, полученных камерой MastCam. NASA/Caltech-JPL/MSSS

Фракционирование обусловлено различиями в энергии молекул, включающих разные изотопы. Оно может быть результатом множества процессов: испарения, растворения, диффузии, термического разложения при метаморфизме, изотопного обмена (для углерода — в карбонатной системе морской воды, для серы — между сульфидными фазами). Важнейший фактор фракционирования — метаболизм живых организмов (фото- и метанотрофов, сульфатредукторов), избирательно усваивающих легкий 12C, и захоронение мертвой органики. Углерод биогенного метана весьма существенно «облегчен» и обладает самой высокой степенью фракционирования — около -60 промилле.

Однако разделение изотопов происходит не только на Земле. Замечательную возможность изучить этот процесс в условиях Марса предоставляет кратер Гейл, внутри которого в рамках исследовательской миссии NASA «Марсианская научная лаборатория» (MSL) с 2012 года ведет работу марсоход «Кьюриосити». Он подтвердил, что в гесперийском периоде, около 3,6 миллиарда лет назад, кратер заполняла вода, показал, что не только стоячее озеро, но и водные потоки участвовали в формировании осадочных пород, подробно исследовал их стратиграфию и химический состав, обнаружив в них серу, хлор и органику.

Группа исследователей из США во главе с Кристофером Хаусом (Christopher H. House) провела с помощью инструментов «Кьюриосити» исследование изотопного состава углерода в осадочных отложениях различных формаций внутри кратера Гейл. Всего было проанализировано 24 образца. Пять из них — это озерно-аллювиальные аргиллиты, отобранные марсоходом из скважин на участке Камберленд в заливе Йеллоунайф; они относятся к группе формаций Брэдбери, подстилающей отложения горы Шарп (Эолида). Еще 15 образцов принадлежат к вышележащей группе Маунт-Шарп, в которой аргиллитовые отложения переслаиваются песчаниками. Три пробы происходят из несогласно перекрывающей ее эоловой формации Стимсон, образованной древними дюнами, и еще один образец представляет собой пробу песка, которую «Кьюриосити» добыл в современных дюнах Багнольд у подножия горы Шарп.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Минус вайб Минус вайб

Чем опасно доверять написание кода нейросетям?

N+1
Скифские курганы на Дону: погребения амазонок и загадка серебряной накладки Скифские курганы на Дону: погребения амазонок и загадка серебряной накладки

В одном из курганов обнаружено два нетронутых захоронения

Наука и жизнь
«Алхимики» на БАК все-таки превратили свинец в золото, но получилось очень мало «Алхимики» на БАК все-таки превратили свинец в золото, но получилось очень мало

Мечта средневековых алхимиков сбылась: ученые трансмутировали свинец в золото

ТехИнсайдер
«Леша никогда не хотел Сэма! Даже когда он родился»: Айза упрекнула Гуфа «Леша никогда не хотел Сэма! Даже когда он родился»: Айза упрекнула Гуфа

Айза Долматова рассказала об отношениях с бывшим мужем

Cosmopolitan
Как мужчины разрушают нашу самооценку: что делать и как дать отпор Как мужчины разрушают нашу самооценку: что делать и как дать отпор

Как неосторожные слова и поступки мужчин могут подрывать нашу самооценку

VOICE
Как победить рутину в отношениях Как победить рутину в отношениях

Как предотвратить тоску и сбежать от рутины в отношениях?

GQ
Новая матрица Новая матрица

Когда ждать новую культурную политику и что такое новая культурная география

Собака.ru
Работник картофельного склада и другие необычные Работник картофельного склада и другие необычные

Звездой может стать любой — эти тиктокеры тому доказательство

Playboy
Как события в Казахстане скажутся на российских металлургах Как события в Казахстане скажутся на российских металлургах

Кто из российских металлургов работает в Казахстане и какие риски могут их ждать

Forbes
От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира От обеда в водопаде до ужина в тюрьме: 6 самых уникальных ресторанов мира

Эти рестораны заставят тебе забыть о еде и её стоимости

Playboy
Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

Наиболее интересные выступления из конференции CG Event

Популярная механика
Как Ким Кардашьян стала звездой: 6 секретов гения саморекламы Как Ким Кардашьян стала звездой: 6 секретов гения саморекламы

Вы можете знать ее как диву, как звезду, как актрису. Но как Ким пришла к этому?

Cosmopolitan
Революционные формы, парфюмерный хит и лучшие платья Ким Кардашьян: что нужно знать о дизайнере Тьерри Мюглере Революционные формы, парфюмерный хит и лучшие платья Ким Кардашьян: что нужно знать о дизайнере Тьерри Мюглере

Тьерри Мюглер — каким был новатор моды восьмидесятых и девяностых

Esquire
Эволюционный конфликт рабочих безжалых пчел с личинками привел к массовому убийству маток Эволюционный конфликт рабочих безжалых пчел с личинками привел к массовому убийству маток

Как рабочие особи пытаются поддерживать стабильность колонии пчел

N+1
Правда ли, что характер кошки зависит от ее породы? Правда ли, что характер кошки зависит от ее породы?

Что важнее: порода и или воспитание, когда речь идет о характере кошки?

Cosmopolitan
Страх смерти и магазины у дома: что угрожает крупным торговым центрам Страх смерти и магазины у дома: что угрожает крупным торговым центрам

Эксперты и участники рынка назвали главные риски для мегамоллов

Forbes
Человек на задворках Человек на задворках

Анна Толстова о поколении «Плеяды» и выставке «За фасадом эпохи»

Weekend
Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом Природу подледных озер Марса объяснили вулканическими отложениями и жидким рассолом

Вулканические отложения находятся под южным полюсом Марса

N+1
«Усоногий рак Чарльза Дарвина и паук Дэвида Боуи» «Усоногий рак Чарльза Дарвина и паук Дэвида Боуи»

Как научные названия воспевают героев, авантюристов и негодяев

N+1
100 лет маскулинности от 1917 года до наших дней 100 лет маскулинности от 1917 года до наших дней

В разное время представления, каким должен быть «настоящий мужик», разнились

Домашний Очаг
Правила жизни Джона Рональда Руэла Толкина Правила жизни Джона Рональда Руэла Толкина

Толкин: "Гоблины — не злодеи, у них просто высокий уровень коррупции"

Esquire
Секса.net Секса.net

5 ситуаций, доказывающих, что дружба между мужчиной и женщиной существует

Лиза
Не поздно нам сделать остановку Не поздно нам сделать остановку

Мы живем в условиях вечной гонки, где остановки все больше похожи на пит-стопы

Men’s Health
5 раз, когда российские звезды облажались на Западе: худшие выходы в свет наших 5 раз, когда российские звезды облажались на Западе: худшие выходы в свет наших

Звезды, которым не удалось произвести впечатление своими нарядами на Западе

Cosmopolitan
Форменное суеверие, или Почему наука вдруг заинтересовалась одеждой школьников Форменное суеверие, или Почему наука вдруг заинтересовалась одеждой школьников

Ученые разгромили в пух и прах поверья о школьной форме

СНОБ
Как принять сложное решение всего за 15 минут: навык, которым должен владеть любой карьерист Как принять сложное решение всего за 15 минут: навык, которым должен владеть любой карьерист

Как принимать нелегкие решения быстро?

Популярная механика
Физики уточнили одинаковость магнитных моментов протона и антипротона Физики уточнили одинаковость магнитных моментов протона и антипротона

Одна из самых больших загадок физики — баланс между материй и антиматерией

N+1
ТОП-5 ошибок в ремонте кухни, из-за которых ты переплатишь дважды ТОП-5 ошибок в ремонте кухни, из-за которых ты переплатишь дважды

Разбираемся в том, какие ошибки чаще всего встречаются при ремонте кухни

Лиза
Не стой у себя на пути: почему работа не должна влиять на самооценку Не стой у себя на пути: почему работа не должна влиять на самооценку

Отрывок из книги «Не стой у себя на пути» — как избавиться от ложных установок

Forbes
Квантовое распределение ключей преодолело 830 километров оптического волокна Квантовое распределение ключей преодолело 830 километров оптического волокна

Физикам удалось собрать схему распределения квантового ключа

N+1
Открыть в приложении