Prije nešto više od deset godina, robotski rover na Marsu konačno je otkrio odgovor na hitno pitanje. Sada je jasno da crveni planet doista ima organski materijal zakopan u sedimentu njegovih drevnih jezerskih korita.
Od tada, nastavili smo pronalaziti organske molekule na Marsu raspoređene na način koji sugerira da je hemija ugljika široko rasprostranjena po našem malom zahrđalom susjedu, piše Science Alert.
To ne znači da smo pronašli znakove vanzemaljskog života. Daleko od toga; postoje mnogi nebiološki procesi koji mogu proizvesti organske molekule. Ali odakle je materijal došao predstavljalo je malu zagonetku.
Sada je tim istraživača predvođen planetarnim naučnikom Yuichirom Uenom s Tokijskog instituta za tehnologiju otkrio dokaze njegovog porijekla u atmosferi, gdje je ugljični dioksid okupan ultraljubičastim sunčevim svjetlom reagirao stvarajući maglu od molekula ugljika koje su padale na površinu planeta.
Iako nije tako uzbudljivo kao Marsova biologija, otkriće bi nam moglo pomoći da shvatimo kako su sastojci za život završili upravo ovdje, na našem planetu Zemlji, prije nekoliko milijardi godina.
"Takve kompleksne molekule temeljene na ugljiku preduvjet su života, mogli bismo reći građevni blokovi života", kaže hemičar Matthew Johnson sa Univerziteta u Kopenhagenu.
"Dakle, ovo je pomalo poput stare rasprave o tome što je bilo prvo, kokoš ili jaje. Pokazujemo da je organski materijal pronađen na Marsu nastao kroz atmosferske fotohemijske reakcije – bez života, to jest. Ovo je 'jaje' , preduvjet života. Još uvijek treba pokazati je li ovaj organski materijal rezultirao životom na crvenom planetu."
Ideja da fotoliza – proces u kojem se molekule razbijaju svjetlom – igra ulogu u organskoj hemiji koja se nalazi na površini Marsa, aktualna je već neko vrijeme. Johnson i dvojica kolega objavili su rad o hipotezi 2013., temeljen na simulacijama, a drugi su naknadno dodatno istražili.
No, ono što nam treba je čvrsti dokaz s Marsa koji je u skladu s rezultatima simulacije.
Fotolizom CO2 nastaju ugljikov monoksid i atomi kisika. Ali postoje dva izotopa, ili mase, stabilnog ugljika. Daleko najčešći je ugljik-12, koji sadrži šest protona i šest neutrona. Sljedeći po težini je ugljik-13, koji sadrži šest protona i sedam neutrona.
Fotoliza djeluje brže na lakšem izotopu. Dakle, kada UV svjetlo fotolitički razdvoji mješavinu C-12 i C-13 ugljičnog dioksida u atmosferi, molekule koje sadrže C-12 se brže troše, ostavljajući primjetan 'višak' C-13 ugljičnog dioksida iza sebe.
Ovo obogaćivanje atmosferskog ugljika-13 već je identificirano prije nekoliko godina. Istraživači su analizirali meteorit koji je došao s Marsa i sletio na Antarktiku, sadržavajući karbonatne minerale koji su nastali iz CO2 u atmosferi Marsa.
"Najvažnije je da se omjer izotopa ugljika u njemu tačno podudara s našim predviđanjima u kvantno-kemijskim simulacijama, ali u slagalici je nedostajao dio", objašnjava Johnson.
"Nedostajao nam je drugi proizvod ovog hemijskog procesa da potvrdimo teoriju, a to je ono što smo sada dobili."
Taj dio slagalice koji nedostaje pronađen je u podacima koje je rover Curiosity dobio u krateru Gale. U uzorcima karbonatnih minerala pronađenih na tlu Marsa postoji nedostatak ugljika-13 koji savršeno odražava obogaćenje ugljikom-13 pronađeno u marsovskom meteoritu.
"Ne postoji drugi način da se objasni i smanjenje ugljika-13 u organskom materijalu i obogaćivanje u marsovskom meteoritu, oboje u odnosu na sastav vulkanskog CO 2 emitiranog na Marsu, koji ima konstantan sastav, sličan onom za Zemljine vulkane, i služi kao osnova", kaže Johnson.
Ovo je snažan dokaz da je organski ugljični materijal koji je pronašao Curiosity nastao od ugljičnog monoksida proizvedenog fotolizom, kažu istraživači. A ovo nam daje naznaku o porijeklu organskog materijala na Zemlji.
Prije nekoliko milijardi godina, kada je Sunčev sistem bio tek beba, Zemlja, Venera i Mars imali su vrlo slične atmosfere, što sugerira da se isti proces vjerovatno dogodio ovdje na našem planetu.
Tri planeta su se od tada razvila vrlo različitim putovima, a Mars i Venera se čine prilično negostoljubivim za život kakav poznajemo na njihove vlastite idiosinkratične načine. Ali zahrđalo pustinjsko okruženje Marsa sada nam je dalo trag o našem vlastitom podrijetlu.
"Još nismo pronašli ovaj 'pušeći' materijal ovdje na Zemlji koji bi dokazao da se proces dogodio. Možda zato što je Zemljina površina mnogo življa, geološki i doslovno, i stoga se stalno mijenja", kaže Johnson.
"Ali veliki je korak što smo ga sada pronašli na Marsu, iz vremena kada su dva planeta bila vrlo slična."
Nalazi tima objavljeni su u časopisu Nature Geoscience .
