Elizabeth C. Sklute använder en Bruker ALPHA Fourier-transform infraröd spektrometer för att studera de mineralprodukter som skapas genom bioreduktion av järn(hydr)oxider av mikrober. Kredit:E.C. Sklute, PSI.
Resultat av flera och kompletterande laboratorieanalyser av mineraler som hittats i materialprover från Antarktis kan ge forskare en bättre förståelse av Mars yta och underjordiska miljö, och indikera platser för potentiellt beboeliga platser under ytan, säger en ny artikel från Planetary Science Institute Research Scientist Elizabeth C. Sklute.
Prover av intermittent utsläpp av saltlake vid Blood Falls vid ändstationen av Taylor Glacier, Antarktis samlades in av Jill Mikucki vid University of Tennessee, Knoxville under två fältsäsonger. Saltlaken rinner ut från en vattenförekomst under ytan som har varit isolerad i möjligen tusentals år. Brineflödet avsätter material som [är] ytmanifestationen av en underjordisk miljö som är värd för ett blomstrande samhälle av mikrobiellt liv. Inledningsvis är saltlaken klar, men avlagringarna rodnar med tiden på ytan, vilket ger Blood Falls dess namn. Dessa ytgreppsprover testades i Sklutes labb med Fourier-transformationsinfraröd, Raman, synlig för nära-infrarött och Mössbauer-spektroskopier. Prover karakteriserades ytterligare med användning av mikrosond och induktivt kopplad plasmaemissionsspektroskopi för kemi, och röntgendiffraktion, svepelektronmikroskopi och transmissionselektronmikroskopi för mineralogi, kristallografi och kemi.
"Vi tog torra prover och vi analyserade dem genom att lysa ljus med olika våglängder mot dem. Varje ljusvåglängd får bindningarna och atomerna i ett prov att reagera på olika sätt. Genom att använda dem alla tillsammans, låter det oss ta reda på vad som finns där, " sa Sklute, huvudförfattare till "A Multi-Technique Analysis of Surface Materials From Blood Falls, Antarctica" som visas i Frontiers in Astronomy and Space Science .
"Vi tar var och en av dessa små bitar av information och vi klistrar ihop dem för att bilda en hel bild eftersom en teknik kan vara riktigt bra på att berätta om vissa saker finns där och en annan teknik kan helt missa det, helt enkelt för att bindningarna eller atomerna tar på sig inte reagera på dessa energier," sa Sklute. "Dessa resultat visar styrkorna och svagheterna hos olika analysmetoder och understryker behovet av flera komplementära tekniker för att informera om den komplicerade mineralogin på denna plats.
"Genom att kombinera dessa tekniker har vi bestämt den detaljerade mineralogiska sammansättningen av denna Mars analoga plats och vi har lärt oss att avlagringen mestadels är karbonater och att den röda färgen på Bloody Falls kommer från oxidationen av lösta järnjoner (Fe2+) när de exponeras till luft, troligen i kombination med andra joner. Istället för att bilda järn(Fe3+) mineraler, vilket är vad som vanligtvis händer på jorden, förvandlas denna saltlösning till amorfa (ingen långvägsstruktur) nanosfärer som innehåller järn och en massa andra grundämnen, som klor och natrium. Amorfa material har visat sig vara allestädes närvarande i Gale-kratern på Mars av Curiosity-roveraren," sa Sklute. "Till dags dato har vi inte kunnat avgöra vad det amorfa materialet på Mars är gjort av. Att hitta vad som kan vara liknande material i en naturlig miljö på jorden är verkligen spännande.
"Vi säger inte att detta är en biosignatur eftersom den inte produceras av mikroberna utan snarare av kemin där mikroberna lever. Det ger oss dock en färdplan för en plats att titta på en annan frusen värld", sa Sklute .
"Metoden vi har använt i den här studien kommer också att ge ett kraftfullt verktyg för att hjälpa oss förstå hur saker och ting kan förändras med tiden om de returneras från en annan planet. Den hjälper oss att förstå variationen i faser som verkligen ligger under detektionsgränsen för de vanligaste teknikerna. ", sa Sklute.
PSI Senior Scientist M. Darby Dyar är medförfattare på tidningen. + Utforska vidare
