Впервые на другой планете — на Марсе! — ученые провели термохемолиз с использованием реагента гидроксида тетраметиламмония. Метод позволяет разорвать химические связи и сделать молекулы летучими, чтобы их мог проанализировать газовый хроматограф. Уникальный химический эксперимент состоялся на марсоходе Curiosity.
На аппарате было всего две капсулы с реагентом, поэтому место для эксперимента искали крайне тщательно. Выбор пал на глинистые отложения возрастом примерно 3,5 миллиарда лет в области Глен Торридон марсианского кратера Гейл. Такие глины лучше удерживают и сохраняют органические соединения, чем другие породы.
Марсоход собрал и проанализировал образцы из двух точек (Mary Anning и Mary Anning 3, одной пробы было недостаточно) на 2879-й сол миссии, в 2020 году. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Эксперимент выявил более 20 органических соединений. Ученые уверенно идентифицировали семь из них: триметилбензол, тетраметилбензол, метилбензоат, дигидронафталин, нафталин, бензотиофен и метилнафталин. Еще 16 остаются пока неизвестными.
«Мы думаем, это органическое вещество, которое хранилось на Марсе в течение 3,5 миллиарда лет. Очень полезно иметь наглядные доказательства, что древняя органическая материя сохранилась, поскольку это позволяет оценить пригодность той среды для обитания. И если мы хотим искать свидетельства жизни в форме сохраненного органического углерода, теперь знаем, что это возможно», — сказала профессор геологических наук из Флоридского университета (США) Эми Уильямс.
Чтобы точно подтвердить следы жизни, нужно доставить пробы на Землю (или ученых — на Марс, конечно). Из любопытного — среди неидентифицированных веществ заметили вероятное азотсодержащее гетероциклическое соединение. Такие молекулы входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), и они уже встречались ученым в хондритах, но в марсианских метеоритах — никогда. Правда, нельзя исключать, что соединение образовалось как побочный продукт химических реакций.
Выявленный бензотиофен — крупное серосодержащие соединение, которое часто попадает на планеты из метеоритов. Как объяснила Уильямс, «вещество, которое падало на Марс в метеоритах, падало и на Землю, и, скорее всего, обеспечило строительными кирпичиками жизнь на нашей планете, какой мы ее знаем».
Проведенный эксперимент полезен не только «органическими» результатами. Теперь ученые лучше понимают, как спланировать эксперимент со второй капсулой реагента. Кроме того, эти знания помогут другим миссиям оптимизировать оборудование для термохемолиза. Речь идет о марсоходе «Розалинд Франклин» и винтокрылом аппарате Dragonfly, который отправится к Титану, спутнику Сатурна.
«Теперь мы знаем, что в подповерхностном слое Марса, на небольшой глубине, есть большие сложные органические молекулы. Значит, там могли сохраниться и более крупные, сложные органические вещества, которые могут быть доказательством жизни», — подытожила Уильямс.