Mars’ta Bulunan Organik Madde: Yaşam İşaretleri mi, Yoksa Sadece Kimya mı?
Mars yüzeyi, sıcak ve sulu geçmişine dair bol miktarda kanıt göstermektedir. Deltalar, eski göl yatakları ve kuru nehir kanalları bol miktarda bulunmaktadır. Curiosity keşif aracı, Jezero Krateri’ndeki eski tortularda organik madde bulduğunda, bu maddenin yaşam tarafından yaratıldığı sonucuna varmak cazip gelmişti.
Ancak yeni araştırmalar, canlı olmayan süreçlerin sorumlu olduğunu gösteriyor.
Dünya’da üç karbon izotopu vardır: karbon-12 (12C), karbon-13 (13C) ve karbon-14 (14C). Dünya’nın karbonu neredeyse tamamen karbon-12’dir. Dünya’daki karbonun %99’unu karbon-12, %1’ini ise karbon-13 oluşturur. (14C son derece nadir ve kararsızdır, bu nedenle nitrojen-14’e dönüşür).
2022 yılında MSL Curiosity, Gale Krateri’ndeki çökeltilerde organik karbon envanteri çıkardı. Organik karbon, genellikle hidrojen atomlarına kovalent olarak bağlanmış karbon atomları olarak tanımlanır ve organik moleküllerin temelini oluşturur. Organik karbondaki karbon, karbon-12 ya da karbon-13 olabilir ve miktarları önemlidir. Curiosity, Gale Krateri’nde milyonda yaklaşık 200 ila 273 parça organik karbon buldu.
Sonuçlar geldiğinde NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde uzay bilimci olan Jennifer Stern, “Bu, Güney Amerika’daki Atacama Çölü’nün bazı kısımları gibi Dünya’daki çok düşük yaşam alanlarındaki kayalarda bulunan miktarla karşılaştırılabilir veya hatta daha fazladır ve Mars meteoritlerinde tespit edilenden daha fazladır,” dedi.
Bu karbon, Mars’ın tarihini anlamada önemli bir kanıt. Bilim insanlarına gezegenin atmosferik süreçleri ve çevresel koşulları hakkında bilgi verebilir ve hatta potansiyel yaşama ışık tutabilir. Aslında, Mars karbonunu anlamak, uzak ötegezegenlerdeki yaşanabilirlik ve prebiyotik kimyayı anlamamıza yardımcı olabilir. Bu karbondaki izotop oranı Dünya’dakinden farklıdır. Dünya’ya kıyasla karbon-12’ye göre daha düşük miktarda karbon-13 içeriyor. Bu tutarsızlık neden?
Nature Geoscience’da yayınlanan son araştırmada, bir grup araştırmacı Dünya ve Mars’ın karbon izotop oranları arasındaki farkı anlamaya çalıştı. Çalışmanın başlığı “İndirgenmiş erken Mars atmosferinde CO’dan 13C tükenmiş organik madde sentezi.” Çalışmanın başyazarı Tokyo Teknoloji Enstitüsü Yer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde biyojeokimyacı olan Yuichiro Ueno’dur.
Yazarlar, “Gale Krateri’ndeki tortul organik maddede güçlü 13C tükenmesi yakın zamanda Curiosity keşif aracı tarafından tespit edildi,” diye yazıyor. “Bu esrarengiz tükenme tartışılmaya devam etse de, eğer doğruysa, bu kadar güçlü 13C tükenmesine neden olacak bir mekanizma gereklidir.”
Mars tortullarındaki karbon-13 miktarı Dünya tortullarından çok daha düşüktür.
“13C ve 12C arasındaki kararlı izotop oranı ölçüldüğünde, Mars organik maddesi, kendisini oluşturan karbonun %0,92 ila %0,99’u arasında 13C bolluğuna sahiptir,” diye açıkladı baş yazar Ueno bir basın açıklamasında. “Bu, Dünya’nın yaklaşık %1,04 olan tortul organik maddesi ve yaklaşık %1,07 olan atmosferik CO2 ile karşılaştırıldığında son derece düşüktür; her ikisi de biyolojik kalıntılardır ve meteoritlerdeki yaklaşık %1,05 olan organik maddeye benzememektedir.”
Meteorit verileri önemlidir çünkü ALH 84001 adlı dört milyar yıllık bir Mars meteoriti karbon-13 bakımından zenginleşerek Mars’ın karbon muammasına katkıda bulunuyor. Aradan geçen milyarlarca yıl içinde karbon-13 bir şekilde tükenmiştir. Güneş’ten kaçış, karbon-13’ün tükenmesinin olası nedenlerinden biri, ancak yazarlar bunu göz ardı ediyor. Muhtemelen yeterli karbon-13’ün kaçması için yeterli zaman yoktu. Yazarlar, “Dahası, jeomanyetik gözlemlere dayanarak, erken Mars muhtemelen 4 Ga’dan önce bir jeomanyetik alana sahipti,” diye yazıyor. Bu alan güneşten kaçışı engelleyebilirdi.
Bu tutarsızlığın arkasında ne olduğunu belirlemek için Ueno ve yardımcı araştırmacıları, farklı Mars atmosfer koşullarını simüle ettiler.
Elde ettikleri sonuçlar, Mars’ın 13C tükenmesinden güneş UV ışığının neden olduğu izotop parçalanmasının sorumlu olduğunu gösteriyor.
Karbon-12 ve karbon-13 UV ışığına farklı tepki verir. Karbon-12 tercihen UV’yi emer, bu da onu karbon-12 bakımından tükenmiş karbon monoksite ayırır. Geriye karbon-13 ile zenginleştirilmiş CO2 kalır.
Bilim insanları bu süreci Dünya ve Mars’ın üst atmosferlerinde gözlemlemişlerdir. Mars’ın oksijenin tükendiği indirgen atmosferinde, karbon-13 ile zenginleştirilmiş CO2 formaldehit ve muhtemelen metanole dönüşürdü. Ancak bu bileşikler sabit kalmadı. Mars’ın ilk günlerinde yüzey sıcaklığı suyun donma noktasına yakındı ve hiçbir zaman yaklaşık 27 santigrat dereceyi (80 F) aşmadı. Bu sıcaklık aralığında formaldehit ve diğer bileşikler suda çözünmüş olabilir. Oradan da tortularda toplanmış olabilirler.
Ancak Mars’ın karbon izotop hikayesi bununla bitmiyor.
Araştırmacılar, CO2/CO oranı 90:10 olan bir Mars atmosferinde, CO2’nin %20’sinin CO’ya dönüşerek bugün gördüğümüz tortul karbon izotop oranına yol açacağını göstermek için modeller kullandılar. Geriye kalan atmosferik CO2’nin C-13 oranı daha yüksek olacaktır ve her iki değer de Curiosity’nin bulduğu ve eski Mars meteoriti ALH 84001 ile uyumludur.
Bu, Curiosity’nin ilginç karbon bulgularını açıklayabilecek makul bir senaryodur.
Ekibin çalışması diğer bazı önemli ayrıntıları da içeriyor. Örneğin, atmosferik CO yalnızca UV ışığı ile fotolizden gelmemiş olabilir. Bir kısmı volkanik patlamalardan gelmiş olabilir. Atmosferik CO, tortullara karışan organik maddelerin tek kaynağı olmayabilir. Ancak her iki durumda da sonuçlar, bilim insanlarına Mars’ın karbon döngüsü hakkında bir şeyler söylüyor.
Ayrıca gelecekte Mars tortullarında daha fazla organik madde bulmayı beklememizi söylüyor.
“Eğer bu araştırmadaki tahmin doğruysa, Mars tortularında beklenmedik miktarda organik madde bulunabilir. Bu da Mars’ta gelecekte yapılacak keşiflerin büyük miktarlarda organik maddeyi ortaya çıkarabileceğini gösteriyor,” dedi.
Araştırma bize bu organik maddeleri üretmek için yaşamın var olması gerekmediğini gösterse de, yaşamı dışlayamaz. En azından henüz kimse bunu yapamaz.
Araştırma ayrıca atmosferik kimyanın ne kadar karmaşık olabileceğini ve dış gezegenlerin atmosferik çalışmalarından sonuç çıkarmanın ne kadar zor olabileceğini gösteriyor. JWST birkaç dış gezegen atmosferini inceledi ve bazı ilginç sonuçlar buldu. Ancak bilmediğimiz çok şey var. Bu araştırma, herhangi bir sonuca varmanın muhtemelen erken olduğunu hatırlatıyor.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Mars’ta Bulunan Organik Madde: Yaşam İşaretleri mi, Yoksa Sadece Kimya mı?
Gökbilimciler şimdiye kadar görülen en eski galaksiyi keşfettiler
Gökbilimciler şimdiye kadar görülen en eski galaksiyi keşfettiler
Mars’ta Bulunan Organik Madde: Yaşam İşaretleri mi, Yoksa Sadece Kimya mı?