Łazik Curiosity bada powierzchnię Marsa od 2012 roku. Od czasu do czasu pobiera też próbki. Może je analizować za pomocą instrumentów, w której jest wyposażony. W pracy opublikowanej w poniedziałek 17 stycznia naukowcy z Pennsylvania State University twierdzą, że wyniki analizy próbek przeprowadzonych przez łazik wykazały znaczący nadmiar lżejszego izotopu węgla.
Występujący naturalnie w przyrodzie węgiel pojawia się w dwóch odmianach (zwanych izotopami). Znakomita większość atomów tego pierwiastka ma w jądrze 6 protonów i 6 neutronów. Niewielka część (nieco ponad jeden atom na sto) jest nieco cięższa i ma neutronów siedem. Ten dodatkowy neutron w atomach węgla-13 w subtelny sposób wpływa na siłę chemicznych wiązań między atomami. Są nieco trudniejsze do rozerwania niż zawierające lżejszy węgiel-12.
Żywe organizmy bezustannie przetwarzają związki węgla (zwane organicznymi). Są przy tym nieco wygodne. Jeśli mają do wyboru „łatwiejsze w obróbce” związki zawierające węgiel-12, czynią to chętniej. Różnica nie jest wielka, ale z łatwością daje się zmierzyć.
W próbkach z Marsa łazik Curiosity wykrył nadmiar lżejszego izotopu węgla
W próbkach z Marsa właśnie to odkryto. Jest w nich dużo mniej cięższego węgla niż powinno. Według autorów pracy opublikowanej w „PNAS” może to oznaczać, że na Marsie przed miliardami lat istniało życie. To ono mogło pozostawić nadmiar lżejszego węgla w marsjańskich próbkach skał pobranych przez łazik Curiosity.
Badacze wzięli pod lupę wyniki badań 24 różnych próbek pobranych i zbadanych przez łazik. Jest on wyposażony w rodzaj pieca, w którym może skały wypalać. Zamienia to obecny w nich węgiel w metan. Skład izotopów węgla w metanie analizuje zaś spektroskop laserowy.
W dziesięciu próbkach przewaga zawartości węgla-12 nad węglem-13 była wielokrotnie wyższa niż standard przyjmowany dla nieożywionej materii na Ziemi. Organizmy żywe na Ziemi zawierają zwykle o 2,5 procent mniej cięższego węgla niż w środowisku. W zbadanych marsjańskich próbkach miejscami było go mniej nawet o 10 procent . – To szokujące wyniki – mówi Chistopher House, główny autor opublikowanej pracy.
Życie na Marsie nie jest jedynym wyjaśnieniem nadmiaru cięższego izotopu węgla
Łazik Curiosity pobierał próbki z dna krateru Gale. Nadmiar lżejszego węgla wykryto w próbkach nie z jego dna, lecz z otaczających go skalnych grzbietów. Jeśli więc jest to ślad życia, to nie z jeziora, które krater kiedyś wypełniało. Mogło pochodzić spod powierzchni lub z atmosfery.
Curiosity nie znalazł jednak żadnych innych śladów życia na Marsie. Nic dziwnego, że autorzy pracy są bardzo ostrożni w swoich stwierdzeniach. Nie ma bowiem żadnych innych dowodów na to, że na Marsie życie kiedyś istniało. Lżejszy węgiel mógł wypierać cięższy także bez udziału żywych organizmów.
Mark Harrison z University of California w Los Angeles komentuje dla tygodnika „Science”, że nadmiar lżejszego izotopu węgla jest rzeczywiście fascynujący i może sugerować, że na Marsie istniało życie. Twierdzi jednak, że nie należy wykluczać innych wyjaśnień.
Pierwszym jest to, że młody Układ Słoneczny przeszedł kiedyś przez obłok międzygwiazdowego pyłu. W takich chmurach jest więcej lżejszego węgla-12. Sęk w tym, że takie wyjaśnienie wymaga skomplikowanego scenariusza. Wkrótce po przejściu przez obłok pyłu, Czerwoną Planetę musiałoby skuć zlodowacenie. Na powierzchnię Marsa bezustannie dociera bowiem promieniowanie kosmiczne, w którym znajduje się też cięższy węgiel-13. Zlodowacenie zapobiegłoby osadzaniu się go w skałach.
Jest jeszcze jedno wyjaśnienie tego nadmiaru. Kilka badań wskazuje, że za nadmiar lżejszego izotopu węgla może odpowiadać nie życie, a promieniowanie ultrafioletowe. Rozkłada ono dwutlenek węgla, a powstały tlenek węgla zawiera więcej lżejszego węgla-12. Jeśli marsjańska atmosfera zawierała w przeszłości dużo wodoru, reagował on z tlenkiem węgla, a powstające związki bogate w lżejszy izotop opadały na powierzchnię planety. Sęk w tym, że wodór bardzo szybko ucieka w kosmiczną przestrzeń.
Jednoznacznych dowodów na istnienie życia na Marsie w przeszłości nadal więc nie mamy, ale przybyła kolejna możliwa poszlaka.