Chociaż Mars jest obecnie zimną, suchą planetą, dowody geologiczne sugerują, że ciekła woda istniała tam około 3 do 4 miliardów lat temu. Tam, gdzie jest woda, zwykle jest życie. W swoich poszukiwaniach odpowiedzi na palące pytanie o życie na Marsie, naukowcy z Uniwersytetu Tohoku stworzyli szczegółowy model produkcji materii organicznej w starożytnej atmosferze Marsa.
Materia organiczna odnosi się do pozostałości żywych organizmów, takich jak rośliny i zwierzęta, lub produktu ubocznego pewnych reakcji chemicznych. W każdym przypadku, stabilny stosunek izotopów węgla (13C/12C) znalezione w materii organicznej dostarczają cennych wskazówek na temat tego, jak pierwotnie powstały te podstawowe elementy życia, dając naukowcom wgląd w przeszłość. Jako takie, stało się punktem zainteresowania dla wypraw na Marsa. Na przykład łazik marsjański Curiosity (obsługiwany przez NASA) ujawnił, że materia organiczna znaleziona w osadach z tamtej epoki na Marsie jest niezwykle uboga w 13C. Odkryto również, że stosunki izotopów węgla różniły się znacząco między próbkami. Jednak powód tej zmienności był zagadką.
Aby rozwinąć te ustalenia, grupa badawcza kierowana przez Shungo Koyamę, Tatsuyę Yoshidę i Naoki Teradę z Uniwersytetu Tohoku opracowała model ewolucji atmosfery Marsa. Model ten skupiał się na formaldehydzie (H2CO), który członkowie tego zespołu badawczego wcześniej ustalili, że mógł być wytwarzany w starożytnej atmosferze Marsa. Powodem tego wyboru jest to, że formaldehyd może generować złożone związki organiczne, takie jak cukry, które są niezbędne do życia. Innymi słowy, formaldehyd może być brakującym czynnikiem, który mógłby wyjaśnić anomalie wartości próbek łazika Curiosity. Może być również oznaką przeszłego życia.
Model ten połączył model fotochemiczny z modelem klimatycznym, aby oszacować zmiany w stosunku izotopów węgla w formaldehydzie na Marsie, sięgające 3 do 4 miliardów lat wstecz. Ujawnił, że wyczerpywanie się 13W formaldehydzie C powstaje w wyniku fotodysocjacji CO2 przez promieniowanie ultrafioletowe Słońca, co skutkuje preferencją jednego stabilnego izotopu nad innym. Badanie wykazało również, że stosunek izotopów węgla zmieniał się w zależności od takich czynników, jak ciśnienie atmosferyczne na Marsie w tamtym czasie, ułamek światła odbitego od powierzchni planety, stosunek CO do CO2i ilość wodoru uwalnianego w wyniku aktywności wulkanicznej.
„Ten model dostarcza możliwego wyjaśnienia dotychczas niewyjaśnionych ustaleń, na przykład dlaczego 13„C w tajemniczy sposób się wyczerpał” – zauważa Koyama, student studiów podyplomowych na Uniwersytecie Tohoku.
Odkrycie to wskazuje, że formaldehyd przyczynił się do powstania materii organicznej na starożytnym Marsie, co oznacza, że ważne dla organizmu cząsteczki biologiczne, takie jak cukry i ryboza (składnik RNA, który jest obecny we wszystkich żywych komórkach), mogły powstać na tej planecie.
Wyniki te opublikowano w Raporty naukowe w dniu 17 września 2024 r.
