Ett nytt experiment utformat för att upptäcka aminosyror på Mars, trots det reaktiva perkloratet i Mars-jorden som vanligtvis bryter ner organiska föreningar, skulle kunna flyga på ett framtida uppdrag till Mars för att hjälpa till i sökandet efter liv där.

Där det finns aminosyror, det kan finnas – eller en gång funnits – liv. Så naturligt, när NASA:s Phoenix Mars Lander samlade in prover av den röda planetens jord (a.k.a. regolit), forskare letade efter dessa organiska föreningar. Men när de testade regoliten åt dem, de fanns ingenstans att hitta. Det måste dock finnas några organiska föreningar, även om de bara kom från meteoriter som landade på Mars.

När en våtkemisk analys gjordes blev problemet uppenbart. De alkaliska jordproverna innehöll nästan en procent perklorat (ClO4), som är en mycket reaktiv kemikalie. Så när forskarna ursprungligen hade testat för organiska ämnen med pyrolys (d.v.s. använda höga temperaturer för att bryta ner föreningar), perkloratet, som används på jorden som ett explosivt och bränsledrivmedel, förstörde just de molekyler de letade efter. Perchlorate är specialiserat på att förbränna organiska ämnen vid upphettning – inte konstigt att det inte fanns några i något av proverna.

För att komma runt problemet, ett nytt verktyg behövdes, och inte bara behövde den ta itu med perkloratfrågan, det måste också vara tillräckligt enkelt för att säkert ta sig till Mars på nästa landare. En färsk artikel av Dr. Aaron Noell vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL) tittade på att använda subkritisk vattenextraktion (SCWE – uttalas "squee") som en lösning på pyrolys/perkloratproblemet.

"SCWE låter mer komplicerat än det är, " Noell säger till Astrobiology Magazine. "Vi hänvisar skämtsamt till det som att göra Martian espresso, för i grund och botten, man lägger högtrycksvarmvatten i jordprovet. Pyrolys är en mycket bra teknik för många föreningar, men aminosyror är helst lösliga i vatten."

I sin studie, Noell använde tre olika jordanaloger (en JSC Mars-1A simulator, en Atacama-ökenjord, och en AntarcticaDry Valleys-jord) från jorden, samt en kontroll, för att testa SCWE-tekniken. Han och hans team testade SCWE vid temperaturer på 185, 200, och 215 grader Celsius och under olika tider från tio minuter till två timmar. De fann "höga utbyten av inhemska aminosyror ... med minimal störning av distributionen av dessa aminosyror, även i närvaro av ett perkloratsalt, " enligt tidningens sammandrag.

Samuel Kounaves, Professor i kemi vid Tufts University och ledande forskare för Wet Chemistry Lab på NASA:s Phoenix Mars Lander, och som inte var involverad i forskningen för denna artikel, tror att SCWE kan vara ett bra sätt att analysera Martiansoils på framtida uppdrag.

"Med vissa förbättringar, SCWE skulle ge många fördelar till ett rymduppdrag, " han säger, och tillägger att han skulle vilja se framtida tester pröva ännu högre temperaturer än 215 grader, vilket skulle göra fler stora organiska molekyler lösliga, och skulle också hjälpa forskare att förstå den fulla effekten av perkloratet på SCWE-testmetoden. Han skulle också vilja se tester på Mars-simulerande jordar som är närmare det som finns på Mars än några av dem som används i den senaste forskningen.

Dock, Kounaves gillade enkelheten att använda vatten som lösningsmedel. "Att transportera vatten [på en Mars-landare] är relativt enkelt eftersom det är lätt att lagra och icke-frätande, " säger han. "Andra saker som är mer komplexa är inte lika lätta att lagra. Och när du väl extraherar saker med vatten, de är lättare att arbeta med."

Noell kallar SCWE för en "fräckande teknik" eftersom vattnets egenskaper förändras när temperaturen höjs, så forskare kan använda det för att rikta in sig på andra föreningar när de testar jordar. "Aminosyror har länge varit högprioriterade mål för det astrobiologiska samhället, " säger han. "Vi vill gå vidare och börja rikta in oss på... långkedjiga fettsyror och potentiellt till och med några av de polycykliska aromatiska kolvätena (PAH; dessa är stora molekyler gjorda av väte och kolatomer), som vanligtvis inte är lösliga i vatten, men vid de höga temperaturerna i SCWE, de börjar bli det." Detta betyder att om SCWE var en del av ett framtida uppdrags våta labb, ett extraktionslösningsmedel skulle fungera för en lång rad olika typer av föreningar.

Att testa jordar med SCWE har en tredje fördel:vid högre temperaturer hjälper processen att bryta isär polypeptider (korta kedjor av aminosyror kopplade samman) till individuella aminosyror. Detta gör det möjligt för forskare att avgöra var aminosyrorna kom ifrån, vilket i sin tur ger ledtrådar om livets existens kontra byggstenarna för livet. Mer utarbetad kemi indikerar ofta liv, säger Noell:"När molekyler med större komplexitet är lättare att hitta, då kan forskare börja avgöra om tidigare liv, nuvarande liv, eller någon abiotisk process på mars är den mest troliga boven, " Sedan kan forskare börja ställa nästa uppsättning frågor om livet på Mars. Är polypeptiderna liknande de som finns på jorden? Om så är fallet, i vilken typ av organism finns de?

Talar om vilka, perkloratet i Mars regoliten är inte bara dåliga nyheter. Även om det stod i vägen för att hitta tecknen på liv som forskare letar efter, dess närvaro är faktiskt ett gott tecken för den möjliga beboeligheten på Mars. Ja, perklorat är brännbart, men som ett frostskyddsmedel underlättar det också flytande vatten på Mars, vilket annars skulle vara omöjligt vid ett atmosfärstryck som är cirka 0,6 procent av jordens. Och eftersom perklorat kan brytas ner för att frigöra syre, det betyder att det finns en källa på planeten till vad vi behöver andas.

När det gäller livet på Mars, det kan finnas lite bevis att hitta på ytan, oavsett vilken kemi eller teknik som används för att detaljera det.

"Vid denna punkt, alla bevis som jag har sett pekar på att Mars yta är dålig för livet – men vi kan hitta [liv] under jorden, " säger Kounaves. "Det kan finnas några kemotropa bakterier som använder perklorat som energikälla – det kan finnas ett helt ekosystem som till och med hade flytande vatten tillgängligt för sig."

Så för att hitta liv på Mars, Kounaves säger, "Vi kommer att behöva borra."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av NASAs Astrobiology Magazine. Utforska jorden och bortom på www.astrobio.net.