Forskare som använder data från NASA:s Curiosity-rover har för första gången mätt det totala organiska kolet – en nyckelkomponent i livets molekyler – i bergarter från Mars.

"Totalt organiskt kol är en av flera mätningar [eller index] som hjälper oss att förstå hur mycket material som finns tillgängligt som råvara för prebiotisk kemi och potentiellt biologi", säger Jennifer Stern från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Vi hittade minst 200 till 273 ppm organiskt kol. Detta är jämförbart med eller till och med mer än mängden som finns i stenar på platser med mycket låg liv på jorden, som delar av Atacamaöknen i Sydamerika, och mer än vad som har upptäckts i Mars-meteoriter."

Organiskt kol är kol bundet till en väteatom. Det är grunden för organiska molekyler, som skapas och används av alla kända livsformer. Organiskt kol på Mars bevisar dock inte att det finns liv där eftersom det också kan komma från icke-levande källor, som meteoriter och vulkaner, eller bildas på plats genom ytreaktioner. Organiskt kol har hittats på Mars tidigare, men tidigare mätningar gav bara information om särskilda föreningar, eller representerade mätningar som bara fångar en del av kolet i stenarna. Den nya mätningen ger den totala mängden organiskt kol i dessa bergarter.

Även om Mars yta är ogästvänlig för liv nu, finns det bevis för att klimatet för miljarder år sedan var mer jordliknande, med en tjockare atmosfär och flytande vatten som rann ut i floder och hav. Eftersom flytande vatten är nödvändigt för liv som vi förstår det, tror forskare att livet på mars, om det någonsin utvecklats, kunde ha upprätthållits av nyckelingredienser som organiskt kol, om det fanns i tillräcklig mängd.

Curiosity går framåt inom astrobiologin genom att undersöka Mars beboelighet, studera dess klimat och geologi. Roveren borrade prover från 3,5 miljarder år gamla lerstenar i Yellowknife Bay-formationen av Gale-kratern, platsen för en gammal sjö på Mars. Mudstone vid Gale-kratern bildades som mycket fint sediment (från fysisk och kemisk vittring av vulkaniska bergarter) i vatten som satte sig på botten av en sjö och begravdes. Organiskt kol var en del av detta material och införlivades i lerstenen. Förutom flytande vatten och organiskt kol hade Gale-kratern andra förhållanden som främjar livet, såsom kemiska energikällor, låg surhet och andra element som är viktiga för biologin, såsom syre, kväve och svavel. "I grund och botten skulle den här platsen ha erbjudit en beboelig miljö för livet, om den någonsin varit närvarande", säger Stern, huvudförfattare till en artikel om denna forskning publicerad 27 juni i Proceedings of the National Academy of Sciences .

För att göra mätningen levererade Curiosity provet till sitt Sample Analysis at Mars-instrument (SAM), där en ugn värmde upp den pulveriserade stenen till gradvis högre temperaturer. Detta experiment använde syre och värme för att omvandla det organiska kolet till koldioxid (CO₂ ), vars mängd mäts för att få fram mängden organiskt kol i stenarna. Genom att tillsätta syre och värme kan kolmolekylerna bryta isär och reagera kol med syre för att göra CO₂ . En del kol är låst i mineraler, så ugnen värmer provet till mycket höga temperaturer för att bryta ner dessa mineraler och frigöra kolet för att omvandla det till CO₂ . Experimentet utfördes 2014 men krävde år av analys för att förstå data och sätta resultaten i sammanhang med uppdragets andra upptäckter vid Gale Crater. Det resurskrävande experimentet utfördes endast en gång under Curiositys 10 år på Mars.

Denna process gjorde det också möjligt för SAM att mäta kolisotopförhållandena, vilket hjälper till att förstå källan till kolet. Isotoper är versioner av ett grundämne med något olika vikter (massor) på grund av närvaron av en eller flera extra neutroner i mitten (kärnan) av deras atomer. Till exempel har kol-12 sex neutroner medan den tyngre kol-13 har sju neutroner. Eftersom tyngre isotoper tenderar att reagera lite långsammare än lättare isotoper, är kolet från livet rikare på kol-12. "I det här fallet kan isotopsammansättningen egentligen bara berätta för oss vilken del av det totala kolet som är organiskt kol och vilken del som är mineralkol," sa Stern. "Även om biologi inte helt kan uteslutas, kan isotoper inte heller användas för att stödja ett biologiskt ursprung för detta kol, eftersom intervallet överlappar med magmatiskt (vulkaniskt) kol och meteoritiskt organiskt material, som med största sannolikhet är källan till detta organiskt kol." + Utforska vidare

Naturligt förekommande "batterier" drivs av organisk kolsyntes på Mars