O descoperire neașteptată de pe planeta Marte are potențialul de a explica originea vieții pe Pământ

Cu puțin peste un deceniu în urmă, un rover robotizat de pe Marte a descoperit în sfârșit un răspuns la o întrebare presantă. Acum este clar că planeta roșie are, într-adevăr, material organic îngropat în sedimentele lacurilor sale antice.

De atunci, am continuat să găsim molecule organice pe Marte distribuite într-un mod care sugerează că chimia carbonului este răspândită pe micul nostru vecin ruginit. Aceasta nu înseamnă că am găsit semne de viață extraterestră. Departe de asta; există multe procese non-biologice care pot produce molecule organice. Dar proveniența exactă a materialului a reprezentat o mică enigmă.

Acum, o echipă de cercetători condusă de cercetătorul planetar Yuichiro Ueno de la Institutul de Tehnologie din Tokyo a descoperit dovezi ale originii sale în atmosferă, unde dioxidul de carbon scăldat în lumina solară ultravioletă a reacționat pentru a forma o ceață de molecule de carbon care a plouat pe suprafața planetei.

Deși nu este la fel de palpitantă ca biologia marțiană, descoperirea ne-ar putea ajuta să ne dăm seama cum au ajuns ingredientele vieții chiar aici, pe planeta noastră Pământ, în urmă cu miliarde de ani. "Astfel de molecule complexe pe bază de carbon sunt premisele vieții, blocurile de construcție ale vieții, am putea spune", spune chimistul Matthew Johnson de la Universitatea din Copenhaga.

"Așadar, este un pic ca vechea dezbatere despre cine a fost primul, găina sau oul. Noi demonstrăm că materialul organic găsit pe Marte s-a format prin reacții fotochimice atmosferice - adică fără viață. Acesta este "oul", o condiție prealabilă a vieții. Rămâne încă de demonstrat dacă acest material organic a dus sau nu la apariția vieții pe planeta roșie."

Ideea că fotoliza - procesul prin care moleculele sunt descompuse de lumină - joacă un rol în chimia organică găsită pe suprafața planetei Marte a fost vehiculată de ceva vreme. Johnson și doi colegi au publicat o lucrare despre această ipoteză în 2013, bazată pe simulări, iar alții au investigat ulterior mai departe.

Totuși, avem nevoie de dovezi concrete de pe Marte care să fie în concordanță cu rezultatele simulărilor. FotolizaCO2 produce monoxid de carbon și atomi de oxigen. Dar există doi izotopi, sau mase, de carbon stabil. De departe, cel mai comun este carbonul-12, care conține șase protoni și șase neutroni. Următorul cel mai greu este carbonul-13, care conține șase protoni și șapte neutroni.

Fotoliza acționează mai rapid asupra izotopului mai ușor. Astfel, atunci când lumina UV scindează fotolitic amestecul de dioxid de carbon C-12 și C-13 din atmosferă, moleculele care conțin C-12 sunt epuizate mai rapid, lăsând în urmă un "exces" vizibil de dioxid de carbon C-13.

Această îmbogățire atmosferică cu carbon-13 fusese deja identificată în urmă cu câțiva ani. Cercetătorii au analizat un meteorit care provenea de pe Marte și a aterizat în Antarctica, conținând minerale carbonate care s-au format din CO2 din atmosfera marțiană.

"Raportul izotopilor de carbon din acest meteorit corespunde exact predicțiilor noastre în simulările chimice cuantice, dar lipsea o piesă din puzzle", explică Johnson. "Ne lipsea celălalt produs al acestui proces chimic pentru a confirma teoria, iar acesta este ceea ce am obținut acum".

Această piesă lipsă din puzzle a fost găsită în datele obținute de roverul Curiosity în craterul Gale. În eșantioanele de minerale carbonate găsite pe solul de pe Marte se regăsește o diminuare a carbonului-13 care reflectă perfect îmbogățirea cu carbon-13 găsită în meteoritul marțian.

"Nu există nicio altă modalitate de a explica atât epuizarea carbonului-13 din materialul organic, cât și îmbogățirea din meteoritul marțian, ambele în raport cu compozițiaCO2 vulcanic emis pe Marte, care are o compoziție constantă, similară cu cea a vulcanilor de pe Pământ, și care servește drept referință", spune Johnson.

Aceasta este o dovadă puternică că materialul organic carbonic găsit de Curiosity s-a format din monoxidul de carbon produs prin fotoliză, spun cercetătorii. Iar acest lucru ne oferă un indiciu despre originea materialului organic de pe Pământ. Cu miliarde de ani în urmă, când Sistemul Solar era doar un copil, Pământul, Venus și Marte aveau atmosfere foarte asemănătoare, ceea ce sugerează că același proces a avut loc probabil și aici, pe planeta noastră.

De atunci, cele trei planete au evoluat pe căi foarte diferite, iar Marte și Venus par destul de neospitaliere pentru viață, așa cum o știm noi, în propriile lor moduri idiosincratice. Dar mediul deșertic ruginit al planetei Marte ne-a oferit acum un indiciu despre originile noastre.

"Încă nu am găsit aici, pe Pământ, acest material care să demonstreze că procesul a avut loc. Poate pentru că suprafața Pământului este mult mai vie, geologic și literal, și, prin urmare, în continuă schimbare", spune Johnson. "Dar este un mare pas faptul că l-am găsit acum pe Marte, dintr-o perioadă în care cele două planete erau foarte asemănătoare".