Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Неорганическая органика на Марсе

На поверхности марсианских минералов мог происходить синтез органических соединений.

Из более чем 60 тысяч известных на сегодняшний день метеоритов около двух сотен прилетело на нашу планету с Марса. Установить точную «станцию отправления» удалось путём сравнения изотопного и элементного состава метеоритов с данными, которые были получены марсоходами непосредственно на красной планете.

Однако исследователей чрезвычайно заинтересовало не только то, откуда прилетели метеориты, но и что они принесли с собой, и именно здесь таились основные вопросы. Оказалось, что в составе марсианских метеоритов присутствуют органические вещества, аналогом которых на Земле можно назвать кероген – сложную смесь полимерных органических соединений, встречающуюся в осадочных горных породах.

Изображение микроструктуры метеорита, образовавшейся при действии на минерал соляных растворов. Получившиеся слои выступили в роли электродов, а в пространстве между ними могло происходить превращение углекислого газа в органические вещества. Фото: Andrew Steele, Carnegie Institution for Science

Первая выдвинутая гипотеза состояла в том, что органическая фаза в марсианских метеоритах имеет земное происхождение: всё-таки метеориты прилетают с других планет не герметично запакованные и вполне могут подцепить разной органики уже по прибытию на Землю. Но если для метеоритов, пролежавших в земле не одну тысячу лет, как в случае с метеоритом ALH84001, найденным в Антарктиде, это ещё и могло бы служить объяснением, то вот для совсем свежих космических тел с органикой «на борту» такие доводы звучат неубедительно. Решив, что органика имеет всё-таки марсианское происхождение, исследователи принялись выдвигать различные гипотезы, откуда она могла там появиться. 

Естественно, что самая заманчивая из версий – это биогенное происхождение органических веществ. Однако в случае с метеоритной органикой такая гипотеза не нашла обоснованного подтверждения: результаты разных исследований скорее указывали на небиологическое происхождение. Но вот каким именно образом образовывалась марсианская органика, до сих пор остаётся неразрешённым вопросом. Недавно исследователи из Института Карнеги и ряда других научных организаций опубликовали работу, в которой предложили электрохимическую гипотезу возникновения органических веществ на Марсе.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Предметом изучения стало пространственное расположение органической фазы и состав минералов в трёх марсианских метеоритах. Оказалось, что органические включения соседствуют с кристаллами таких минералов, как титано-магнетит, пирротин и пирит, при этом в них присутствуют области с повышенным содержанием окисленного железа. Это означает, что там могла проходить электрохимическая реакция.

Можно провести аналогию с тем, как происходит коррозия железа в морской воде, однако вместо окисления железа кислородом происходит восстановление молекул растворённого углекислого газа до простых органических соединений. Ключевым моментом здесь служит очень близкое расположение граней минералов, которые выступают в роли микроэлектродов. Когда в пространство между минералами попадает жидкий электролит, то начинается электрохимическая реакция и между микроэлектродами может формироваться электрическое поле очень высокой напряжённости. В этих условиях могут протекать разнообразные химические реакции, которые невозможны в обычных условиях.

Такие минеральные «батарейки» могли выступить в роли естественных конвертеров углекислого газа в самые разнообразные органические молекулы. Обнаружение подобных механизмов может расширить наши представления о том, как могут формироваться химические «кирпичики», необходимые для зарождения жизни. Кстати говоря, процесс, эффективно превращающий углекислый газ в органику, например, с использованием солнечного света, мог бы очень пригодиться у нас на Земле для борьбы с надвигающимся глобальным потеплением. 

По материалам Science Advances

Автор: Максим Абаев

Источник: Наука и жизнь

Статьи по теме