İzotopik Analiz, Mars Tortularındaki Organik Maddenin Kökenini Ortaya Çıkarıyor...

Mars'ın Gale Krateri çökeltileri üzerinde yapılan çalışmalar, organik madde oluşumundaki biyolojik olmayan süreçleri vurgulayan, atmosferik etkileri öne süren benzersiz organik bileşimler gösteriyor.

Mars'ın antik jeolojik özellikleri, geçmişte suyun varlığına işaret ediyor ve Gale Krateri'ndeki çökeltiler üzerinde yapılan son araştırmalar, bu organik maddenin kaynağı olarak biyolojik aktiviteye değil, atmosferik süreçlere işaret eden, benzersiz izotopik bileşimlere sahip organik maddeyi ortaya çıkarıyor.

Mars'ın Jeolojik Geçmişi 

Mars şu ana kadar hiçbir yaşam belirtisi olmayan çorak, tozlu bir manzara sunsa da deltalar, göl yatakları ve nehir vadileri gibi jeolojik özellikleri, bir zamanlar yüzeyinde suyun bol miktarda aktığı bir geçmişe işaret ediyor. Bu olasılığı araştırmak için bilim insanları bu oluşumların yakınında korunan çökeltileri inceliyor. Bu çökeltilerin bileşimi, erken dönem çevresel koşullar, gezegeni zaman içinde şekillendiren süreçler ve hatta geçmiş yaşamın potansiyel işaretleri hakkında ipuçları taşıyor. 

Gale Krateri'nden İçgörüler 

Böyle bir analizde, Curiosity gezgini tarafından, yaklaşık 3,8 milyar yıl önce asteroit çarpması nedeniyle oluşan eski bir göl olduğuna inanılan Gale Krateri'nden toplanan çökeltilerde organik madde ortaya çıktı. Bununla birlikte, bu organik madde , Dünya'da bulunanlarla karşılaştırıldığında, karbon-12 izotoplarına (12 C) göre önemli ölçüde daha düşük miktarda karbon-13 izotopuna (13 C) sahipti, bu da Mars'ta farklı organik madde oluşum süreçleri olduğunu akla getiriyor .

Yeni Araştırma Bulguları 

Şimdi, bir çalışma bu tutarsızlığı aydınlatıyor ve atmosferdeki karbon dioksitin (CO2) karbon monoksite (CO) fotoayrışmasının ve bunu takip eden azalmanın, 13C içeriği tükenmiş organik maddeyle sonuçlandığını buluyor . Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Yuichiro Ueno ve Kopenhag Üniversitesi'nden Profesör Matthew Johnson liderliğindeki araştırma, 9 Mayıs 2024'te Nature Geoscience dergisinde yayınlandı. " 13 C ile 12 C arasındaki kararlı izotop oranı ölçüldüğünde , Mars'taki organik madde, onu oluşturan karbonun %0,92 ila %0,99'u oranında 13 C bolluğuna sahiptir. Bu, her ikisi de biyolojik kalıntı olan Dünya'nın yaklaşık %1,04 olan tortul organik maddesi ve yaklaşık %1,07 olan atmosferik CO2 ile karşılaştırıldığında son derece düşüktür ve meteorlardaki yaklaşık %1,05 olan organik maddeye benzemez. ” diye açıklıyor Ueno.

Mars'ta İzotopik Fraksiyonlama 

Erken Mars, hem 13 C hem de 12 C izotoplarını içeren CO2 açısından zengin bir atmosfere sahipti . Araştırmacılar, laboratuvar deneylerinde Mars atmosferinin bileşimi ve sıcaklığının farklı koşullarını simüle ettiler. 12 C02'nin güneş ultraviyole (UV) ışığına maruz kaldığında, tercihen UV ışınımını emdiğini, bunun 13 C'de tüketilen CO'ya ayrışmasına yol açtığını ve geride 13 C'de zenginleştirilmiş C02'yi bıraktığını bulmuşlardır . Bu izotopik parçalanma (izotopların ayrılması), Güneş'ten gelen UV ışınımının CO2'nin 13C içeriği tükenmiş CO'ya ayrışmasına neden olduğu Mars ve Dünya'nın üst atmosferlerinde de gözlenir . İndirgen Mars atmosferinde CO, formaldehit ve karboksilik asitler gibi basit organik bileşiklere dönüşür. Yüzey sıcaklıklarının suyun donma noktasına yakın olduğu ve 300 K'yi (27°C) aşmadığı erken Mars döneminde, bu bileşikler suda çözünmüş ve çökeltilere yerleşmiş olabilir.

Mars Sedimanları için Çıkarımlar 

Araştırmacılar, model hesaplamalarını kullanarak, CO2'nin CO'ya oranı 90:10 olan bir atmosferde , CO2'nin CO'ya %20'lik bir dönüşümünün, -135 ‰ δ13C VPDB değerlerine sahip tortul organik maddeye yol açacağını buldular. Ayrıca geri kalan CO2 , + 20‰'lik δ13C VPDB değerleriyle 13C'de zenginleştirilecektir . Bu değerler, Curiosity gezgini tarafından analiz edilen ve Mars'taki bir göktaşından tahmin edilen çökeltilerde görülen değerlerle yakından eşleşiyor. Bu bulgu, erken Mars'taki organik madde oluşumunun ana kaynağı olarak biyolojik bir süreçten ziyade atmosferik bir sürece işaret ediyor. "Bu araştırmadaki tahmin doğruysa, Mars çökeltilerinde beklenmedik miktarda organik madde mevcut olabilir. Bu, Mars'ta yapılacak gelecekteki keşiflerin büyük miktarlarda organik madde ortaya çıkarabileceğini gösteriyor" diyor Ueno.