O strastech hledání markerů současného nebo minulého života na Marsu  
Proč je detekce organického uhlíku na Marsu obtížná až nemožná? Jaké organické látky se doposud na Marsu našly. Jaké strategie a přístroje do hledání současného nebo minulého života nasadí rover Perseverance a ExoMars? A proč má ExoMars větší šanci uspět při detekci choulostivých biomolekul než Perseverance?

Pochybuje někdo o přítomnosti života na Marsu?

Ti co se těšili a snili o tom, jak astronauti budou jednoho dne vykopávat z rezavého písku kostry dinosaurů, budou zklamáni. Tak dlouhou působnost nelimitované evoluce vývoj podmínek na Marsu nepřipustil, i když začátek vypadal slibně. Není tajemstvím, že ve zmapovaných a tisíce let hloubených mohutných korytech tekla spousta vody a větrné poryvy v husté atmosféře čeřily hladinu jezer a snad i moří. Pak se něco pokazilo a Mars přišel o vodu a atmosféru. Ačkoli období vlhkého teplého ráje trvalo z hlediska evoluce velmi krátce zhruba miliardu let (?), měla by mít dost času na vyčarování jednobuněčných nanejvýš jednoduchých vícebuněčných organismů. Obdobný scénář ofenzívy života známe ze Země, kde se objevil záhy po zformování planety, jen co dostal příležitost.

 

Pokud už život vznikne, je takřka nezničitelný. Obsadí místa, na kterých by ho nikdo obdařen zdravou myslí nečekal a přečká zdánlivě apokalyptické katastrofy, které terminují i terminátora. Objevil-li se na Marsu v době, kdy byl příhodným hostitelem, tak se tam jistě rozšířil a zůstal tam po přerodu planety. Možná se stáhl do méně exponovaných pozic například pod povrch, kde si žije na nízké metabolické noze a čeká, až ho chytíme do zkumavky.

 

Dejme tomu, že to není pravda a osud životu na Marsu nepřál, že byl zcela vyhlazen s příchodem proměny. Mnoho milionů let jeho předchozího množení, růstu, umírání a interakce s planetou muselo zanechat nesmazatelné stopy. Mars oplývá skvělou výhodou. Kam se na něho hrabe Země. Neprobíhají na něm takřka žádné geologické procesy přetvářející povrch. Většina jeho území (2 / 3 a více) nezažila žádné vzrůšo deskové tektoniky již nepředstavitelné 3,5 miliardy let. Mars nám tím servíruje na stříbrném podnose všechny hypotetické zkameněliny tehdejších organismů v perfektním stavu, jestliže přijdeme na postupy, jak je dálkově zkoumat, nebo se konečně odhodláme k lidské misi.

 

K doméně života patří produkce organických látek. Nejsou příliš houževnaté. Snadno podléhají degradaci a různým přeměnám. Ale na to můžete vzít jed, že by jich po éře života zbyla habaděj. Některé lipidy a karotenoidy přečkají dokonce v původní podobě po geologicky významnou dobu. Po zániku života se adsorbují na jemné částečky jílu. Ty se usadí a stanou součástí hornin. Přesně takový nějaký konkrétní specifický marker v sedimentu by bylo skvělé najít, protože by nepanovala nejistota o jeho zdroji. Organický materiál přináší totiž i meteority, s čímž je potřeba počítat.

 

Struktura chloristanového aniontu. Na Marsu se bude párovat s kationty vápníku, hořčíku, sodíku a draslíku. Kredit: VD.
Struktura chloristanového aniontu. Na Marsu se bude párovat s kationty vápníku, hořčíku, sodíku a draslíku. Kredit: VD.

Mars je jeden velký sklad pyrotechnických ingrediencí

Přerod čtvrté planety na suchou pustinu nejspíš vyvolal hromadění sloučenin chloru a dusíku v nejvyšším oxidačním stupni v regolitu Marsu (chloristan a dusičnan). Vzácně se tak děje i na Zemi v extrémně suchých konzervovaných krajinách jako poušť Atacama, která po mnoha stránkách odpovídá modelu Marsu. Ne pouze z rozmaru slouží Atacama k prověřování technických konceptů, než jsou vyslány do akce naostro.

 

Prvně zaregistrovala chloristan v poměrně vysoké koncentraci 0,6 % sonda Phoenix (rok 2008). Poté ho vědci našli ve znovu prověřovaných datech ze sond Viking z roku 1976. Na ně navázalo vozítko Curiosity a detekovalo jej v navátem prachu a odvrtaných horninách, což naznačuje, že se vyskytoval už v době přeměny usazenin na kámen. Dokonce jednu chvíli si v NASA mysleli, že špion na oběžné dráze (Mars Reconnaissance Orbiter) vidí na povrchu stovky pět metrů širokých podezřele umístěných pruhů chloristanu. Protože chloristan mimořádně výrazně snižuje bod tuhnutí vodných roztoků a chrání vodu před odpařením v nízkém tlaku, vzešla z toho senzace o sezónním výskytu tenkého filmu vody na Marsu. Nakonec vyšlo najevo, že se jednalo o iluzi zaviněnou vadnými pixely (ne víc jak 0,05 % pixelů).

 

Obrázek vlevo znázorňuje iluzi chloristanu, která vedla k závěru o tekoucí vodě na Marsu. Obrázek v pravo vyjadřuje iluzi ve spektrálním podání. Kredit: Leask, E.K., Ehlmann, B.L., Dundar, M.M., Murchie, S.L., Seelos, F.P., 2018. Challenges in
the search for Perchlorate and other hydrated minerals with 2.1-μm absorptions on
Mars. Geophys. Res. Lett. https://doi.org/10.1029/2018GL080077, 09 November
2018 CC BY-NC-ND 4.0
Obrázek vlevo znázorňuje iluzi chloristanu, která vedla k závěru o tekoucí vodě na Marsu. Obrázek v pravo vyjadřuje iluzi ve spektrálním podání. Kredit: Leask, E.K., Ehlmann, B.L., Dundar, M.M., Murchie, S.L., Seelos, F.P., 2018. Challenges in the search for Perchlorate and other hydrated minerals with 2.1-μm absorptions on Mars. Geophys. Res. Lett. 09 November 2018 CC BY-NC-ND 4.0

 

Chloristan bohatý na kyslík našel uplatnění jako oxidovadlo v pyrotechnice a raketovém palivu. Například ve dvou pomocných stupních pomáhal vynášet raketoplány. Lidé při návštěvě Marsu by ho mohli zužitkovat pro snadnější výrobu kyslíku. Přesto plánovači očekávaných misí by raději, kdyby tam nebyl. Jeho přítomnost považují za toxickou hrozbu pro astronauty. Chronické expozici z kontaminovaných skafandrů půjde obtížně zabránit a chloristan i ve velmi malých dávkách narušuje činnost hormonálního systému štítné žlázy.

 

Na Zemi je vzácný a pro potřeby lidské společnosti se produkuje výlučně uměle. Určité množství chloristanu vzniká za účasti světla v atmosféře reakcí chloru s ozonem. Původ oxidantu na Marsu nebyl jednoznačně vysvětlen. Kromě obdoby pozemského mechanismu testy v laboratoři prokázaly jeho vznik elektrostaticky během výbojů v prachových bouřích a fotochemický vlivem dopadajícího UV záření přímo v regolitu spolu s pyrotechnicky též významným chlorečnanem, o němž se nepochybuje, že je na Marsu rovněž přítomen, jen ho není čím dokázat. Obsah chloristanu musí být neustále doplňován, protože podléhá radiolýze (rozkladu radioaktivním zářením).

 

Solná pláň v poušti Atacama, v pozadí neaktivní stratovolcany Tumisa, Lejía a Miñiques. Kredit: Francesco Mocellin, Wikipedie, CC BY-SA 3.0
Solná pláň v poušti Atacama, v pozadí neaktivní stratovolcany Tumisa, Lejía a Miñiques. Kredit: Francesco Mocellin, Wikipedie, CC BY-SA 3.0

 

Povrch Marsu střeží silný dezinfekční prostředek

Povrchová přítomnost chloristanu ovlivňuje náhled na výskyt mikrobiálního života a volných organických látek v půdě. Ač je silný oxidant, sám o sobě bez tepelného šťouchnutí vykazuje značnou stabilitu. Ani v suchém stavu a ani ve vlhku se nenechá vyrušovat z netečnosti k organické frakci. Živým organismům obecně vadí, ale vědci našli bakteriální specialisty, kteří ho využívají, jako zdroj energie a jiné buňky jsou schopny v jeho přítomnosti růst. Ve skutečnosti není důvod si myslet, že by na povrchu Marsu alespoň krátkodobě neprosperovali mikrobi tolerující či dokonce “pojídající” chloristan, nebýt jevu radiolýzy (rozklad vyvolaný kosmickým zářením).

 

Radiolýza chloristanu známého mírnou povahou v přítomnosti atmosférického oxidu uhličitého vykouzlí agresivní chemikálie oxid chloričitý a chlornan, kterými na Zemi vodárny dezinfikují pitnou vodu a co jakoukoli organickou látku doslova spálí. Zmizí stejně jako plíseň na zdi, jež postříkáte Savem. Je tedy potřeba připustit eventualitu, které nasvědčuje neschopnost sond nalézt hledané látky, že hypotetický život a nebo po něm zbylý plus meteority zanesený volný organický uhlík mohl být sešrotován reakcí s dezinfekčním prostředkem uvolňovaným šnečím tempem po miliardy let. Naděje na zachycení zájmové frakce přetrvává u chráněných reziduí uzavřených v minerálech nebo na lokacích s nižší koncentrací chloristanu, protože jak se ví, není ho všude stejně.

 

Radiolýza popletla přístroje

V souvislosti s radiolýzou stojí za připomenutí notoricky známý adrenalin vyplavující omyl z roku 1976. Tenkrát sondy Viking odhalily aktivní život v testu uvolňování radioaktivního oxidu uhličitého po přidání radioaktivně značeného substrátu (release experiment). Nakonec se většina vědců shodla na tom, že je to důsledek specifického složení půdy. Protože její vzorek po zahřátí uvolňoval kyslík, usoudili na přítomnost oxidantu napodobujícího vitální činnost dýchání. V té době z neznalosti obviňovali peroxidy a hyperoxidy dnes produkty radiolýzy chloristanu. S tím se nesmířil významný odborník Gilbert Levin, který se mimo jiné podílel na vývoji release experimentu pro program Viking. Levin neoblomně trvá na tom, že experiment nade vší pochybnost dokázal život. Své podezření doplňuje mnoha dobrými postřehy. Jeden za všechny. Při sledování grafu rychlosti uvolňování oxidu uhličitého našel oscilaci v rychlosti, kterou vydává za projev cirkadiánních rytmů. Jinými slovy za změnu enzymové aktivity mezi dnem a nocí, jež charakterizuje život a ne anorganické reakce.

 

V těch dvou vyvrtaných dírkách na dně kráteru našlo vozítko Curiosity kerogen starý 3,5 miliardy let obsahující thiofen aromatickou sloučeninu uhlíku a síry. Kredit: NASA.gov
V těch dvou vyvrtaných dírkách na dně kráteru našlo vozítko Curiosity kerogen starý 3,5 miliardy let obsahující thiofen aromatickou sloučeninu uhlíku a síry. Kredit: NASA.gov

Chloristan maskuje organické látky

Radiolýza představuje jednu část problému detekce organického uhlíku. V té druhé části hlavní roli hraje nevhodná metoda. Za celou dobu zkoumání Marsu nesly instrumenty k sofistikované analýze uhlíkatých sloučenin sondy Viking a rover Curiosity. V obou případech byla zvolena plynová chromatografie k rozdělení předpokládané složité směsi na jednotlivé látky kombinovaná s hmotnostní detekcí separovaných individuí. Předností takového uspořádání je vysoká citlivost a spolehlivě správná identifikace nalezených látek. Nicméně separace probíhá v plynné fázi, do níž je potřeba složky ze vzorku vypudit zahřátím. U netěkavých makromolekul je nadto nezbytné je rozcupovat na menší těkavé jednotky pyrolýzou při ještě vyšších teplotách, což v přítomnosti chloristanu nezní jako dobrý nápad, pokud nechcete organickou frakci oxidačně zničit. Aby organické látky chloristan přemohly, potvrdily laboratorní pokusy, musely by být přítomny v 5 násobném přebytku. V takovém případě nemůže doufat v úspěch ani nadmíru alkoholem posilněný optimista.

 

Brilantní demonstraci toho jak hodně chloristan vadí předvedli vědci na reálné záhadě teprve v minulém roce. Vydali se do pouště Atacama, kde odebrali písek pro experimenty. Nejenže jak již bylo uvedeno hostí chloristan, ale také v něm velmi senzitivní plynová chromatografie nedokáže najít žádné organické látky, i když obsahuje okolo sta buněk na gram (nejnižší nalezená hodnota na Zemi). Badatelé na materiálu z pouště chtěli prověřit hypotézu, že za chudým laboratorním nálezem stojí chloristan. Jednoduše ho z písku odstranili vyluhováním vodou a vyčištěný vzorek šoupli na pyrolýzu. Spuštěním chromatografu odemkli Eldorádo. Na záznamu se vyrojily silné signály biomarkerů bakteriálních obyvatel, které tam předtím zcela chyběly.

 

Jak chloristan ovlivnil práci sond na Marsu

V roce 2015 NASA ohlásila datum konání tiskové konference o postupu výzkumu na Marsu. Předběžně se odhadovalo, čeho se bude týkat. Z nadšeného navnadění zasvěceného pracovníka vyplývalo, že to bude bomba. Snad objev života? Ve vyhrazeném termínu konference proběhla a zázrak se nekonal. Vědec se nechal unést. Nemějme mu to za zlé. Na jeho místě by byl bez sebe každý z nás. A o čem ta konference tedy byla? Rover Curiosity našel naprosto mizivé množství několika chlorovaných uhlovodíků včetně chlorbenzenu. Nešlo o žádný zvrat. Rover Curiosity postřehl (mono, di a tri) chlormetan již v roce 2013 a Vikingové už v roce 1976. Na výsledcích zaujme včleněný chlor v každé ze zaznamenaných molekul. Odkud se vzal? Rozhodně není chybnou představou nenáhodnou spojitost přičítat přítomnosti chloristanu během pyrolýzy. Logicky drtivá většina organických látek při ni “shoří”, ale nepatrná část unikne kompletní degradaci, avšak ne bez následků. Jsou modifikovány chlorem z rozkládajícího se chloristanu. Při misi vozítka Curiosity vědcům docvaklo, jak se zmýlili. První detekci chlormetanů v roce 76 totiž považovali za kontaminaci ze součástek přístroje. Novější shodná měření je donutilo zdroj původu sloučenin přehodnotit a konečně po několika dekádách správně interpretovat. Chloristan uštědřil drsnou lekci elitním přístrojům a lidskému plánování. Vozítko Curiosity vozí mrtvou zátěž. Nebo ne?

 

Rover Curiosity přece jen našel, co hledal.

Objev chlorovaných uhlovodíků paradoxně strhl nezasloužený zájem masových médií, ale pozoruhodného nálezu komplexní směsi (heterocyklu, aromatických a alifatických uhlovodíků) v roce 2018 si nevšimla. Rover Curiosity sloučeniny zachytil ve vyvrtaném sedimentovaném blátu ze dna vyschlého jezera v kráteru Gale s neobvykle nízkým obsahem chloristanu. Snad právě proto detektor ukázal dříve nevídané koncentrace převyšující úroveň zmíněných chlorovaných uhlovodíků stonásobně. Pochopitelně vzorek prošel standardním pyrolytickým postupem, při kterém obsah rozloží vysoká teplota a uvolní jednodušší organické díly. Předpokládá se na základě obdržených dílů, že před tepelným rozkladem se jednalo o polymerní ve vodě nerozpustnou obtížně chemicky popsatelnou látku podobnou kerogenům. Kerogeny jsou předstupněm ropy. Na Zemi vznikají z biomasy mrtvých organismů a deponují obrovské množství uhlíku. Nalézáme je rovněž v meteoritech. Zjištění dává jedinou jistotu, že na Marsu byly organické látky zužitkovatelné pro biogenezi. Nic víc z toho vyčíst nelze.

 


Panorama Marsu složené z 1 200 fotografií

Rover Curiosity, zkoumající složení půdy a klima na Marsu, pořídil v loňském roce sadu 1 200 fotografií, z  nichž se dalo poskládat panorama o 1, 8 miliardách pixelů:

 

 


 

Nastupuje rover Perseverance

Nejžhavější želízko v ohni k rozkrytí tajů života přistane na Marsu v únoru příštího roku. Aktuální polohu ve vesmíru můžete sledovat ve vizualizaci zřízené na stránce eyes nasa. Rover dosedne do kráteru o průměru 45 kilometrů zvaného Jezero (originální název), kde začne hledat známky minulého života. Operační oblast se kdysi nacházela pod hladinou vody. Přesněji byla součástí delty řeky. Výhody takové volby jsou zřejmé. Ostatně ne jinak NASA uvažovala u jezdítka Curiosity. Na zatopeném území se budou nacházet naplavené sedimenty, ve kterých skončí uchovány vědecky cenné indikátory biologicko-chemické historie. Ne méně podstatné je, že organismy nejprve obsadily vodu až pak souš. Proto bývalé vodní plochy poskytují vyšší šanci nalézt nějakou tu zkamenělinu. Vědci projevují radost především z vnitřních okrajů kráteru, jež krášlí lem z uhličitanů, bez kterých se neobejde proces fosilizace.

 

Instrumentální výbava nového vozítka se navzájem doplňuje, ale splnění účelu mise stojí zejména na dvou přístrojích. Byť pracují s jinými typy elektromagnetického vlnění a jinými fyzikálními jevy, jejich princip je prostý. Ozáří vzorek a sledují záření, co se jim vrátí nazpět. K zájmovému materiálu jim stačí se přiblížit na centimetry. Nemusí se ho ani dotknout nebo zvedat ze země. Vše obstará robotické rameno, na jehož konci jsou zavěšeny oba přístroje.

 

Sada snímků pořízených instrumentem PIXL. Zobrazují jeden a tentýž naskenovaný výsek konglomerátu z Paleoarcheanu (2x1 cm). První záznam v řadě je zachycen fotoaparátem a ostatní rentgenovým spektrometrem. Na nich jsou mapy pro jednotlivé prvky s vyznačenou přítomností minerálu, zirkonu, pyritu, chromitu a sedimentované horniny (Mudstone) vzniklé z bláta. Kredit: NASA.gov
Sada snímků pořízených instrumentem PIXL. Zobrazují jeden a tentýž naskenovaný výsek konglomerátu z Paleoarcheanu (2x1 cm). První záznam v řadě je zachycen fotoaparátem a ostatní rentgenovým spektrometrem. Na nich jsou mapy pro jednotlivé prvky s vyznačenou přítomností minerálu, zirkonu, pyritu, chromitu a sedimentované horniny (Mudstone) vzniklé z bláta. Kredit: NASA.gov

První nástroj zkratky PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) ukrývá fotoaparát a rentgenový fluorescenční spektrometr pro zjišťování prvkového složení hmoty. Kombinovaný senzor pořizuje velmi detailní klasické fotografie, ale i obrazové snímky obsahující informaci o přítomnosti a koncentraci dvaceti šesti chemických prvků. Elementární složení určuje s nebývalou citlivostí. Klíčové stopové prvky detekuje od koncentrace 10 mg v 1 kg hmoty (10 ppm).

 

Cílovým objektem na který PIXL zaostří rentgenový paprsek a objektiv, bude místo na skále, kameni nebo půdě o velikosti zrnka soli, u něhož spektrometr zmapuje v jemném rozlišení distribuci elementů a fotoaparát zaznamená texturu. Postupným opakováním procesu lze naskenovat větší plochy. Ze souhrnu obou pozorování následně vědci odvodí, zda se na zkoumaném materiálu podepsaly mikroorganismy svou přítomností. PIXL konkrétně touží ulovit pradávné pozůstatky po stromatolitech či podobných bakteriálních biofilmech. V geologickém záznamu vytváří vizuálně zjistitelnou charakteristickou vrstevnatou strukturu. Pruhovaný vzor zkamenělých stromatolitů vznikl cyklickým dějem. Vybudovanou kolonii spolupracujících bakterií zaplavilo bahno, které je překrylo a na tomto nánosu opět vyrostla kolonie nová. Biovrstva následně mineralizovala, ale měla by mít nezaměnitelné chemické složení s útvary anorganického původu.

 

Takhle se zapsal stromatolit do horniny z období Paleoarcheanu. Podobné vzory bude rover Perseverance hledat. Kredit: Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0
Takhle se zapsal stromatolit do horniny z období Paleoarcheanu. Podobné vzory bude rover Perseverance hledat. Kredit: Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0

Jméno SHERLOC nosil bravurní literární detektiv (The Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals). Kéž by dovednost rozluštit každou záhadu zdědil přístroj stejně pokřtěný určený k měření ultrafialové fluorescence a Ramanovy spektrometrie. UV fluorescence se hodí k nespecifické velmi senzitivní detekci organických látek (citlivost 1 mg v 1 kg hmoty). Ramanova spektrometrie má širší možnosti. Umí podle spektrálního podpisu rozpoznat anorganické mineráli a organické látky. Bohužel tahle dovednost je vykoupena o 2 až 4 řády nižší citlivostí oproti fluorescenci.

 

Ani jedna z metod se citlivostí nevyrovná přístroji na sondě Viking a Curiosity, přesto to bude stačit. Dopadový bod paprsku vystřeleného z UV laseru má velikost padesát mikrometrů. Pokud paprsek laseru zasáhne v tomto bodě objekt s lokálně vysokou koncentrací uhlíku, jakým je mikrobiální buňka nebo částečka organického sedimentu, aparatura zaznamená silný signál, i kdyby to bylo jediné organické smítko na povrchu Marsu.

 

Volba UV laseru s vlnovou délkou 248,6 nm je dobře promyšlený velmi progresivní krok. Jednak fluorescence a Ramanovo spektrum se neruší navzájem a Ramanova spektra pocházející od anorganických látek neruší ty vrácená od organických látek. Navíc použití UV světla u Ramana extrémně zvyšuje citlivost (10x) a redukuje nezbytnou energii v porovnání s běžnějším zeleným zdrojem světla (150x). To je velmi důležité, protože slabý impuls laseru neiniciuje destruktivní reakci mezi chloristanem a organickými látkami.

 

SHERLOC infografika NASA. Kredit: NASA.gov
SHERLOC infografika NASA. Kredit: NASA.gov

SHERLOCa doplňuje pomocník WATSON. NASA ho přirovnává k lupě. Pořizuje podrobné vizuální snímky. Znovu se objevuje strategie provádět korelaci mezi vzhledem a chemickým složením. SHERLOC mimo bio-organických signatur se zaměří na hledání minerálů, na jejichž vzniku má podíl voda, aby vědci objasnili vodní historii a upřesnili podmínky, které panovaly v pradávné době.

 

ExoMars 2022

Společný projekt Evropské kosmické agentury a ruského Roskosmosu měl odstartovat jako Perseverance tento rok. Bohužel kvůli epidemické situaci padlo rozhodnutí počkat na příští průlet planety Mars, což misi zpozdí o další dlouhé dva roky. Rover pojmenovaný na počest Rosalind Franklinové bude sloužit k pátrání po minulém a současném životě. S tím že pro hledání toho současného je nesrovnatelně lépe navržen než Perseverance.

 

Chemická struktura derivatizačních činidel užitých v laboratoři MOMA pro snazší stanovení aminokyselin a jiných skupin biologicky významných látek. První vzorec z leva DMF-DMA a druhý MTBSTFA. Kredit: VD.
Chemická struktura derivatizačních činidel užitých v laboratoři MOMA pro snazší stanovení aminokyselin a jiných skupin biologicky významných látek. První vzorec z leva DMF-DMA a druhý MTBSTFA. Kredit: VD.

Výbavu tvoří sada přístrojů včetně stereo kamery pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast, neutronového spektrometru, zemního radaru, palubní laboratoře a vrtáku. Srdcem chemických analýz roveru je laboratoř spoléhající na několik metod. Infračervený spektrometr a Ramanův spektrometr poslouží převážně k určování minerálů. I zde se budou pořizovat vedle spekter detailní fotografické snímky vzorků. Splnění základního cíle lov biosignatur v sedimentech připadne na starost přístroji MOMA stanovující organické látky při limitní koncentraci pod deset mikrogramů na jeden kilogram materiálu (Mars Organics Molecule Analyzer). Samozřejmě citlivost se liší podle látky a metody. Uvedená je nejlepší dosažitelná.

 

MOMA je opravdu velmi silným komplexním nástrojem k sledování široké škály myslitelných organických sloučenin. Umí analyzovat těkavé látky uvolněné zahřátím nebo pyrolýzou pomocí plynové chromatografie spojené s hmotnostním spektrometrem typu lineární iontová past. Past může také odebírat laserem uvolněné organické látky přímo ze vzorku a vyhnout se tak zahřívání a chromatografické separaci. Jedná se o takzvanou laserem asistovanou desorpci chytře obcházející problém kontaminace chloristanem. Funguje tak, že energie UV laseru o vlnové délce 266 nm převede šetrně organické látky z pevného vzorku horniny na nabité ionty a zároveň do plynné fáze. Odtud jsou extrahovány do iontové pasti. Tam jsou kvantifikovány a identifikovány fragmentační analýzou.

 

Zvolený detekční přístup s přispěním různých režimů zjistí výskyt jakékoliv látky. K tomu napomáhá operace se vzorkem, která náleží k rutině pozemských laboratoří. Předpokládá-li se na základě předchozího zkoumání přítomnost biologicky významných látek v rozdrcené hornině, vozítkovodiči nařídí provést chemickou modifikaci činidlem přivezeným ze Země pro snadnější analýzu plynovou chromatografií. Tím nejbližším životu, co může MOMA dokázat jsou aminokyseliny. Pokud se taková aminokyselina najde v přebytku té správné optické levotočivé konfiguraci v biochemii označované písmenem L, půjde její přítomnost těžko připisovat něčemu jinému než životu. Akorát si vědci nebudou zcela jisti, zda toho dobře zachovalého zaniklého nebo současného. To mohou odhadovat jen na základě nepřímých vodítek.

 

Vrták sondy ExoMars bude vyzvedávat materiál uložený dva metry hluboko. Kredit: ESA.int
Vrták sondy ExoMars bude vyzvedávat materiál uložený dva metry hluboko. Kredit: ESA.int

Bez vrtáku by byla laboratoř MOMA k ničemu

Tím absolutně stěžejním, rozhodujícím a nenahraditelným nástrojem bude vrták, který bude odebírat materiál k analýze z hloubky až dvou metrů pod povrchem. Proč na nějaké obyčejné vrtné soupravě a dvou metrech tak záleží? Spalující UV záření pronikne do hloubky 1 mm. Ve vzdálenosti 1 m od povrchu končí oxidační moc chloristanu. A nakonec dvoumetrová vrstva materiálu odfiltruje zničující kosmické záření. Zkrátka ve dvou metrech neexistuje kromě zubu času žádný faktor, který ničí organické stopy života a vlastně i život samotný. Pokud na Marsu zůstaly někde neporušené biogenní markery, bude to dva metry pod zemí a hlouběj. Mars 2022 je jediným připravovaným projektem, který biosignatury dokáže polapit a přesně charakterizovat. Přejme mu, ať si na Marsu nevyláme podvozek jako sonda Schiaparelli.

 

Závěr

Vypuštěním Perseverance z Mysu Canaveral odstartoval úplně nový rozměr dálkového průzkumu planet. Zatím jezdítko odpočívá při cestě k načervenalé tečce na obloze. Až přistane přeruší klid před bouří a spustí smršť převratných objevů. Pokud selžou snahy o přistižení pozůstatků života inflagranti, není nic ztraceno. Pořád v to můžeme doufat u iniciativy Mars Sample Return, které se Perseverance účastní a která by měla dopravit nadějné vzorky pod drobnohled vědců sem na Zeměkouli. Pečlivému rozboru v adekvátně vybaveném pracovišti se nevyrovná sebelépe navržené vozítko. Jen je to běh na dlouhou trať, jež zabere nejméně dekádu. V té době už budou dávno známy výsledky z ExoMars 2022.

 

Literatura

NASA.gov

ESA.int

DOI: 10.1029/2018GL080077

DOI: 10.1016/j.epsl.2018.08.040

DOI: 10.1089/ast.2013.0999

DOI: 10.1002/2015GL064290

DOI: 10.1029/2018JE005615

DOI: 10.1117/12.454748

DOI: 10.1029/2018JE005615

DOI: 10.1089/ast.2018.1888

DOI: 10.1126/science.aas9185

DOI: 10.1016/j.sab.2019.105687

Datum: 08.09.2020
Tisk článku

Související články:

Detekovali jsme mimozemský život ano, či ne?     Autor: Václav Diopan (10.11.2016)
Budeme rostlinám blikat?     Autor: Václav Diopan (23.08.2019)
Pošleme na Mars geneticky vylepšené astronauty a kolonisty?     Autor: Stanislav Mihulka (12.11.2019)
Rajče upravené pro pěstování na základnách mimo Zemi     Autor: Václav Diopan (18.01.2020)
Tři pozemské sondy letí k Marsu     Autor: Vladimír Wagner (30.07.2020)



Diskuze:

Vynikající

Pavel K2,2020-09-10 18:29:15

Pro takovéto články mám rád OSLA a Internet vůbec. Super!
Jinak tedy doufám, že nic nenajdou, jinak jsou schopni zakázat Muskovi přistání.

Odpovědět

Díky!

Lukáš Král,2020-09-08 20:16:59

Skvělý článek, díky za něj! Osvětlil mi spoustu věcí, o kterých se v běžných populárních článcích nepíše.

Odpovědět

poděkování

Pavel Brož,2020-09-08 13:18:25

Děkuji za velice pěkný a podrobný článek. Teprve nyní se dozvídám podrobnosti ohledně těch dřívějších výsledků při hledání organických látek na Marsu.

Odpovědět


Re: poděkování

Vratislav Rýpar,2020-09-08 13:31:56

Výskyt sloučenin chloru a dusíku v nejvyšším oxidačním stupni už byl znám dříve. Ale teprve zde se vlastně dovídám, jaký vliv mají na výsledhy výzkumů již proběhlých i stále probíhajících. Též děkuji.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace