5 Minutės
Dėmėtas akmuo ir galimas užuomina apie senovinę gyvybę
2024 m. liepos mėn. zondas Perseverance išgręžė mėginį iš išskirtinio, juostuoto akmens Jezero krateryje, pavadinto Chevaya Falls, o mokslininkų komanda mėginį pavadino Sapphire Canyon. Ankstesnės instrumentinės analizės atskleidė neįprastą, dėmėtą tekstūrą akmens paviršiuje: koncentrinius plotus, praturtintus geležies turinčiomis mineralinėmis fazėmis. 2025 m. rugsėjo 10 d. paskelbtas tyrimas aprašo šias mineralines asociacijas kaip galimą biosignatūrą, keliančią hipotezę, kad chemines reakcijas, sukūrusias stebimą raštą, galėjo skatinti senoviniai mikroorganizmai.
Ką reiškia biosignatūra ir kodėl tai svarbu
Biosignatūra yra bet koks išmatuojamas požymis — molekulinis, mineraloginis, struktūrinis ar izotopinis — kuris pateikia įrodymų apie praeities ar dabartinę gyvybę. Žemėje biosignatūros apima nuo fosilijų ir organinių molekulių iki mikroorganizmų sukurtų mineralinių tekstūrų. Marsui mokslininkai kandidatais laiko „potencialias“ biosignatūras, kai jų biologinė kilmė yra įtikinama, bet dar neįrodyta; tokie radiniai reikalauja papildomų duomenų, kontekstinės analizės ir, pageidautina, laboratorinio patvirtinimo Žemėje.
Biosignatūrų tipai
Biosignatūros gali būti cheminės (konkretūs organiniai junginiai arba izotopų santykiai), fizinės (mikrofosilijos ar mikrobinės struktūros) arba mineraloginės (mineralai, kurie linkę formuotis biologinėse aplinkose). Stiprios biosignatūros identifikavimas Marse priklauso tiek nuo pačio požymio savybių, tiek nuo geologinio konteksto, galinčio ją išsaugoti arba pakeisti per milijardus metų.
Kodėl Sapphire Canyon mėginys moksliniu požiūriu patrauklus
Sapphire Canyon sulaukė dėmesio, nes Perseverance instrumentai PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) ir SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) nustatė modelį, kurį mokslininkai vadina „gepardo dėmėmis“: koncentrinės reakcijos ribos, praturtintos vivianitu (geležies fosfatas) ir greigitu (geležies sulfidu).
Žemėje vivianitas dažnai susidaro aplinkose, kur gausu skaidančios organinės medžiagos, o greigitas gali būti sukurtas sulfatus redukuojančių mikroorganizmų. Abu mineralai dalyvauja redoks (redukcijos–oksidacijos) chemijoje: erdviniai gradientai, kur elektrono donorai ir akceptoriai keičiami per nedidelį atstumą, sukuria sąlygas, kurias mikrobinės bendruomenės naudoja energijai gauti. Kai tokie gradientai išlieka, mikrobinės reakcijos gali katalizuoti procesus, palikdamos aiškius mineraloginius pėdsakus.
Abiotiniai paaiškinimai ir geologinis kontekstas
Mineralai, tokie kaip vivianitas ir greigitas, taip pat gali susidaryti per nebiologinius procesus — pavyzdžiui, dėl aukštos temperatūros kitimų, stiprios rūgštinės alteracijos arba per grynai neorganinę vandens chemiją. Tačiau Sapphire Canyon mėginys neparodo aiškių intensyvios šilumos ar ekstremalios rūgšties požymių, būdingų tokiam abiogeniniam paaiškinimui. Tas geologinis kontekstas — kartu su raštuotomis, koncentrinėmis tekstūromis — daro biologinę hipotezę įtikinamą, bet dar negalutinę.
Jezero krateris, misijos tikslai ir kodėl ši vieta svarbi
Perseverance buvo nusiųstas į Jezero, nes krateris slepia senovinį upės deltą ir ežero nuosėdas — aplinkas, kurios Žemėje gerai išsaugo biologinę medžiagą. Ežeruose ir deltose supilti uolienų sluoksniai dažnai fiksuoja cheminius ir tekstūrinius įrodymus apie ankstesnį gyvybingumą ir, palankiais atvejais, biosignatūras. Aptikimas dėmėtos mineralogijos Sapphire Canyon mėginyje, paimtame iš palyginti jaunų nuosėdinių sluoksnių misijos kontekste, išplečia laiko tarpą, kuriuo Marsas galėjo būti tinkamas gyvybei, ir rodo vėlesnius palankios chemijos epizodus nei manyta anksčiau.
Misijos įrankiai ir ribotumai
Perseverance instrumentų rinkinys gali in situ nustatyti mineralogiją, tekstūrą ir dalį organinės chemijos, tačiau jie negali pakeisti itin jautrių izotopinių ir molekulinių analizų, prieinamų Žemės laboratorijose. Dėl to Mars Sample Return programa yra esminė: galutinį sprendimą tarp biologinės ir abiogeninės kilmės paprastai leidžia priimti aukštos raiškos izotopiniai tyrimai, specifinės organinės medžiagos analizės ir pažangi mikroskopija, atliekama Žemėje.
Kiti žingsniai: testai, mėginių grąžinimas ir vertintinos hipotezės
Mokslininkai toliau tikrins alternatyvias, nebiologines Leopard Spot mineralų formavimo kryptis: ilgalaikį kaitinimą, plataus masto rūgštinę alteraciją arba abiotinių organinių medžiagų adsorbciją. Chevaya Falls akmuo šiuo metu neturi akivaizdžių tokių sąlygų žymenų, tačiau visiškam jų paneigimui reikia papildomų nuotolinių stebėjimų, palyginamųjų tyrimų su kitais paimtais mėginiais ir, galiausiai, mėginių grąžinimo.
Kai mėginiai bus sugrąžinti į Žemę, Sapphire Canyon mėginys bus tiriamas izotopų frakcionavimo tyrimais (anglies, siero, geležies), aukštos raiškos vaizdinimu, ieškant mikrostruktūrų ir galimų ląstelės pavidalo formų, bei pažangiais organinės chemijos tyrimais, skirtais aptikti molekulines pasiskirstymo schemas, atitinkančias gyvybės procesus. Tokios analizės yra vienintelis kelias į patikimą interpretaciją.
Ekspertės įžvalga
„Raštai, kuriuos matome Sapphire Canyon, yra būtent tokio kontekstinio užuominos tipo, kurio tikėjomės, kad Perseverance galėtų rasti“, — sako dr. Elena Ramirez, astrobiologė, dirbanti su analoginėmis ežerų nuosėdomis. „Tačiau turime elgtis atsargiai: Marsas išsaugo chemines sąlygas kitaip nei Žemė. Patikimiausias požiūris yra žingsnis po žingsnio — išbandyti alternatyvias abiotines scenarijas, surinkti daugiau in situ kontekstinių duomenų ir vėliau pargabenti geriausius mėginius į Žemę laboratoriniam patvirtinimui.“
Išvada
Mineralinės „gepardo dėmės“ Sapphire Canyon mėginyje yra intriguojanti potenciali biosignatūra, nes jose susijungia mineralai, dažnai siejami su biologiniais redoks procesais, ir jos randamos geologiniame kontekste, palankiajame išsaugojimui. Tačiau abiotiniai mechanizmai vis dar išlieka įmanomi, o galutinis įrodymas priklausys nuo papildomų duomenų ir, svarbiausia, nuo analizių, atliktų su sugrąžintais mėginiais. Iki tol šis radinys pabrėžia Jezero kraterio vertę kaip langą į Marso praeities gyvybingumą ir sustiprina mokslinę prioritetą mėginių grąžinimui bei griežtam daugiadisciplininiam tyrimui.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai