Ett NASA-team har funnit att organiska salter sannolikt finns på Mars. Som skärvor av gammal keramik, dessa salter är de kemiska resterna av organiska föreningar, som de som tidigare upptäckts av NASA:s Curiosity-rover. Organiska föreningar och salter på Mars kan ha bildats genom geologiska processer eller vara rester av forntida mikrobiellt liv.

Förutom att lägga till fler bevis till tanken att det en gång fanns organiskt material på Mars, Att direkt upptäcka organiska salter skulle också stödja modern beboelighet på mars, med tanke på att på jorden, vissa organismer kan använda organiska salter, såsom oxalater och acetater, för energi.

"Om vi ​​fastställer att det finns organiska salter koncentrerade någonstans på Mars, vi vill undersöka dessa regioner ytterligare, och helst borra djupare under ytan där organiskt material kan bevaras bättre, sa James M. T. Lewis, en organisk geokemist som ledde forskningen, publicerades den 30 mars i Journal of Geophysical Research:Planeter . Lewis är baserad på NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Lewis laboratorieexperiment och analys av data från Sample Analysis at Mars (SAM), ett bärbart kemilab i Curiositys mage, pekar indirekt på närvaron av organiska salter. Men att direkt identifiera dem på Mars är svårt att göra med instrument som SAM, som värmer marsjord och stenar för att frigöra gaser som avslöjar sammansättningen av dessa prover. Utmaningen är att uppvärmning av organiska salter endast producerar enkla gaser som skulle kunna frigöras av andra ingredienser i marsjorden.

Dock, Lewis och hans team föreslår att ett annat Curiosity-instrument som använder en annan teknik för att titta på marsjord, instrumentet för kemi och mineralogi, eller CheMin för kort, kan upptäcka vissa organiska salter om de finns i tillräckliga mängder. Än så länge, CheMin har inte upptäckt organiska salter.

Hitta organiska molekyler, eller deras organiska saltrester, är avgörande i NASA:s sökande efter liv på andra världar. Men det här är en utmanande uppgift på Mars yta, där miljarder år av strålning har raderat eller brutit isär organiskt material. Som en arkeolog som gräver upp keramikbitar, Curiosity samlar marsjord och stenar, som kan innehålla små bitar av organiska föreningar, och sedan identifierar SAM och andra instrument deras kemiska struktur.

Med hjälp av data som Curiosity strålar ner till jorden, forskare som Lewis och hans team försöker sätta ihop dessa trasiga organiska bitar. Deras mål är att sluta sig till vilken typ av större molekyler de en gång kan ha tillhört och vad dessa molekyler kan avslöja om den antika miljön och potentiella biologin på Mars.

"Vi försöker reda ut miljarder år av organisk kemi, " Lewis sa, "och i den organiska skivan kunde det finnas det ultimata priset:bevis på att liv en gång funnits på den röda planeten."

Medan vissa experter har förutspått i årtionden att uråldriga organiska föreningar finns bevarade på Mars, det krävdes experiment av Curiositys SAM för att bekräfta detta. Till exempel, under 2018, NASA Goddard-astrobiologen Jennifer L. Eigenbrode ledde ett internationellt team av Curiosity-uppdragsforskare som rapporterade upptäckten av otaliga molekyler som innehåller en viktig del av livet som vi känner det:kol. Forskare identifierar de flesta kolhaltiga molekyler som "organiska".

"Det faktum att det finns organiskt material bevarat i 3 miljarder år gamla stenar, och vi hittade det på ytan, är ett mycket lovande tecken på att vi kanske kan ta del av mer information från bättre bevarade prover under ytan, " sa Eigenbrode. Hon arbetade med Lewis på den här nya studien.

Analysera organiska salter i labbet

Årtionden sedan, forskare förutspådde att organiska föreningar på Mars kunde bryta ner till salter. Dessa salter, de bråkade, skulle vara mer sannolikt att kvarstå på Mars yta än stora, komplexa molekyler, till exempel de som är förknippade med levande varelsers funktion.

Om det fanns organiska salter i prover från mars, Lewis och hans team ville ta reda på hur uppvärmning i SAM-ugnen kan påverka vilka typer av gaser de skulle släppa ut. SAM fungerar genom att värma prover till uppåt 1, 800 grader Fahrenheit (1, 000 grader Celsius). Värmen bryter isär molekyler, släpper ut några av dem som gaser. Olika molekyler frigör olika gaser vid specifika temperaturer; Således, genom att titta på vilka temperaturer som släpper ut vilka gaser, forskare kan sluta sig till vad provet är gjort av.

"När man värmer prover från mars, det finns många interaktioner som kan hända mellan mineraler och organiskt material som kan göra det svårare att dra slutsatser från våra experiment, så arbetet vi gör är att försöka plocka isär dessa interaktioner så att forskare som gör analyser på Mars kan använda denna information, " sa Lewis.

Lewis analyserade en rad organiska salter blandade med ett inert kiselpulver för att replikera en Mars-sten. Han undersökte också effekten av att tillsätta perklorater till kiseldioxidblandningarna. Perklorater är salter som innehåller klor och syre, och de är vanliga på Mars. Forskare har länge oroat sig för att de skulle kunna störa experiment som letar efter tecken på organiskt material.

Verkligen, forskare fann att perklorater störde deras experiment, och de pekade ut hur. Men de fann också att resultaten de samlade in från perkloratinnehållande prover bättre matchade SAM-data än när perklorater saknades, stärker sannolikheten för att organiska salter finns på Mars.

Dessutom, Lewis och hans team rapporterade att organiska salter kunde detekteras med Curiositys instrument CheMin. För att bestämma sammansättningen av ett prov, CheMin skjuter röntgenstrålar mot den och mäter vinkeln med vilken röntgenstrålarna diffrakteras mot detektorn.

Curiositys SAM- och CheMin-team kommer att fortsätta att söka efter signaler om organiska salter när rovern flyttar in i en ny region på Mount Sharp i Gale Crater.

Snart, forskare kommer också att ha en möjlighet att studera bättre bevarad jord under Mars yta. Europeiska rymdorganisationens kommande ExoMars-rover, som är utrustad för att borra ner till 6,5 fot, eller 2 meter, kommer att bära ett Goddard-instrument som kommer att analysera kemin i dessa djupare Mars-lager. NASA:s Perseverance-rover har inget instrument som kan upptäcka organiska salter, men rovernen samlar in prover för framtida återkomst till jorden, där forskare kan använda sofistikerade labbmaskiner för att leta efter organiska föreningar.