Mars, który dziś jawi się jako mroźna i jałowa pustynia, miliardy lat temu mógł być miejscem znacznie bardziej przyjaznym dla życia. Naukowcy przypuszczają, że dawniej planeta ta była cieplejsza, wilgotniejsza i otoczona gęstszą atmosferą, co stwarzało warunki sprzyjające rozwojowi prostych organizmów mikrobiologicznych. Choć łaziki NASA zidentyfikowały już na powierzchni Marsa cząsteczki organiczne, samo ich wykrycie nie stanowi ostatecznego dowodu na istnienie życia. Przełom w poszukiwaniach ma przynieść misja europejskiego łazika Rosalind Franklin, którego start zaplanowano na 2030 rok.
Klucz do wykrycia życia: chiralityka cząsteczek
Największym wyzwaniem dla naukowców jest odróżnienie materii organicznej powstałej w wyniku procesów biologicznych od tej, która powstała w drodze zwykłych reakcji chemicznych. Zespół badaczy z Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maxa Plancka, Uniwersytetu w Getyndze oraz Uniwersytetu Côte d’Azur przeprowadził testy kluczowej metody detekcji, która ma pomóc w rozwiązaniu tej zagadki. Skupiono się na dwóch węglowodorach: pristanie i fitanie.
Jeśli życie kiedykolwiek istniało na Marsie, cząsteczki takie jak pristan i fitan stanowią istotne molekularne biosygnatury, które mogły przetrwać do dnia dzisiejszego.
Wspomniane związki są szczególnie interesujące ze względu na swoją chiralność. Cząsteczki chiralne występują w dwóch formach, które są swoimi lustrzanymi odbiciami – podobnie jak prawa i lewa dłoń człowieka. W świecie przyrody ożywionej organizmy zazwyczaj wytwarzają niemal wyłącznie jedną z tych form. Z kolei procesy niebiologiczne prowadzą do powstawania mieszanin obu form w zbliżonych proporcjach. Wykorzystanie tej właściwości pozwala naukowcom na precyzyjne określenie pochodzenia znalezionych próbek.
Technologia MOMA w służbie nauki
Łazik Rosalind Franklin zostanie wyposażony w zaawansowane narzędzie o nazwie MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer). Urządzenie to łączy w sobie chromatograf gazowy, spektrometr masowy, miniaturowe piece oraz laser wzbudzający. Proces analizy próbek przebiega w kilku etapach:
Podczas niedawnych testów naukowcy po raz pierwszy z powodzeniem rozdzielili chiralne formy pristanu i fitanu przy użyciu replik rurek kapilarnych MOMA. Potwierdziło to wysoką czułość i dokładność instrumentu, niezbędną do prowadzenia badań w ekstremalnych warunkach marsjańskich.
Niespodziewane zanieczyszczenie z ziemskiej atmosfery
W trakcie badań nad meteorytem Murchison, który spadł w Australii w 1969 roku, naukowcy natrafili na zaskakujące zjawisko. Próbki zawierały równe proporcje obu form lustrzanych pristanu i fitanu, co początkowo sugerowało procesy niebiologiczne. Dalsza analiza wykazała jednak, że źródłem tych cząsteczek nie była sama skała kosmiczna, lecz zanieczyszczenia, które meteoryt „zebrał” podczas przelotu przez ziemską atmosferę.
Badacze ustalili, że cząsteczki te pochodzą z aerozoli powstałych w wyniku spalania paliw kopalnych. Porównanie z pristanem i fitanem występującymi w łupkach naftowych potwierdziło tę hipotezę. W procesach geologicznych, trwających miliony lat pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury, naturalna nierównowaga między formami chiralnymi zanika, co prowadzi do powstania mieszaniny racemicznej – dokładnie takiej, jaką zaobserwowano w meteorycie.
Odkrycie to nie tylko potwierdza gotowość instrumentu MOMA do misji na Marsie, ale również rzuca nowe światło na problem zanieczyszczeń atmosferycznych. Zrozumienie, w jaki sposób ziemskie zanieczyszczenia wpływają na próbki meteorytów, jest kluczowe dla przyszłych badań astrobiologicznych i interpretacji danych, które w nadchodzącej dekadzie spłyną z powierzchni Czerwonej Planety.
