На Земле существует три изотопа углерода: углерод-12 (12С), углерод-13 (13С) и углерод-14 (14С). В основном у нас встречается первый, 1% — у 13С, а 14С крайне редок и нестабилен.
В 2022 году марсоход «Кьюриосити» взял пробу органического углерода в кратере Гейл. Обычно органический углерод описывают как атомы углерода, соединенные ковалентной связью с атомами водорода. Изотопы углерода в органическом углероде — это либо 12С, либо С-13, и их количество имеет значение. В кратере Гейл было найдено от 200 до 273 миллионных долей органического углерода. Не меньше, чем в камнях самых бедных жизнью регионов Земли, таких как пустыня Атакама в Южной Америке. Однако 13С по сравнению с 12С в марсианских отложениях оказалось меньше, чем на Земле. Понять, в чем тут дело, взялась группа ученых из Технологического института Токио.
Одна из вероятных причин истощения 13С — солнечные затмения, но авторы исследования отвергли эту гипотезу: за время затмения значимое количество изотопов не успело бы улетучиться. К тому же, у молодого Марса, скорее всего, было сильное геомагнитное поле, которое помешало бы этому процессу. Более правдоподобная версия — фракционирование изотопа 13С ультрафиолетовым излучением.
Дело в том, что 12С и 13С по-разному реагируют на ультрафиолет. Углерод-12 преимущественно поглощает его, разлагая на угарный газ, который истощается и оставляет после себя СО2, обогащенный углеродом-13. В атмосфере Марса, где мало кислорода, углекислый газ, обогащенный 13С, должен трансформироваться в формальдегид и, возможно, метанол. Но эти соединения не стабильны. На поверхности молодого Марса температура никогда не превышала 27 градусов Цельсия, так что формальдегид не мог раствориться в воде и скапливался в осадочной породе.
Таков результат проведенного учеными моделирования, пишет Universe Today. Он совпадает с геологической картиной, которую можно наблюдать сегодня. Дополнительным источником угарного газа в атмосфере могли быть извержения вулканов. А оставшийся углекислый газ в атмосфере будет иметь повышенное содержание 13С, что снова соответствует данным «Кьюриосити».
Кроме того, результаты указывают на то, что в будущем люди с вероятностью обнаружат еще больше органики в осадочных породах Марса. И хотя ученые доказали, что для наличия этой органики живые существа не обязательны, полностью исключать такую возможность нельзя.
В 2017 году, изучая данные, собранные космическим аппаратом «Рассвет», ученые обнаружили алифатические соединения вблизи одного из кратеров Цереры. Пытаясь установить происхождение этих молекул, исследователи пришли к выводу, что эти органические вещества распространены гораздо больше, чем считалось, а на их присутствие повлияли удары астероидов.
