Krater Jezero: karbonati, sulfati, benzen i naftalen na Marsu

Čega ima na Marsu, u krateru Jezero? Rover Persceverance pustio je, nakon 208 Marsova dana istraživanja, da stijene ispričaju svoju priču

Nenad Raos subota, 24. prosinca 2022. u 06:00

Uvijek kad počnem čitati knjigu, zareknem se da ću je pročitati do kraja, pa je tako bilo i s knjigom u kojoj je neki bivši američki marinac napisao svoja sjećanja s prostora bivše Jugoslavije, pa se između ostalog pohvalio da je naučio naš jezik. Koliko naučio? Evo, iz knjige saznajemo da se sjeverno od Zagreba nalazi gora koja se zove Sljeme, da je gledao film High Effort (Viski napor umjesto Visoki napon), a kao kruna svemu spominje vođu seljačke bune koji se zvao Donja Stubica. Sve ovo pišem zato što nisam posve siguran znaju li oni koji su krateru na Marsu u koji se spustio rover Persceverance što znači riječ „jezero“. No znali ili ne znali sigurno je da je ime dobro odabrano – jer na tom su mjestu htjeli naći isušeno jezero, naime tragove vode koja je prije tri milijarde godina tekla površinom Marsa, kao što je u to doba tekla površinom Zemlje.

O tome govori znanstveni rad velikog broja znanstvenika što je u prosincu izišao u časopisu Science. Njegov naslov govori sam za sebe: „Aqueous alternation processes in Jezero crater, Mars – implications for organic geochemstry“. No, što su pronašli?

U 208 Marsova dana (sola) Perserverance je istražio tri stijene koje su dobile i svoja imena: Garde, Guillaumes i Bellegarde. Za to im je poslužio sklop koji nosi ime po najboljem detektivu svih vremena (no kojeg poznajemo samo iz romana i pripovijedaka). Kada iz tumačenja kratice SCHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminiscence for Organics and Chemicals) izbacimo propagandne riječi i izraze (habitable environments i sl.), dolazimo do gole istine: Perserverance ima samo dva kemijska instrumenta – prvi je uređaj za Ramanovu, a drugi za fluorescencijsku spektroskopiju. Prvi služi za analizu anorganskog (chemicals), a drugi za analizu organskog materijala (organics).

Ramanova spektroskopija je varijanta spektroskopije u infracrvenom području elekromagnetskog zračenja. Ona detektiva vibracije uslijed pomaka atomskih jezgara u molekuli, pa stoga svaki kemijski spoj ima svoj karakteristični spektar. No nije sve tako jednostavno. Minerali su više-manje čisti kemijski spojevi dok su stijene njihove heterogene smjese, pa je snimljeni spektar stijene smjesa spektara više minerala: ne treba spektar samo snimiti, treba ga i znati interpretirati. 

Ukratko, usporedbom spektara stijena i čistih uzoraka, autori spomenutog rada uspeli su sigurno identificirati četiri minerala: olivin, kalcit, magnezit i gips. Najveću je pozornost od tih minerala u medijima pobudio olivin: zbog njegove su zelene, maslinaste boje čak su pisali kako su pronašli tragove života, naravno zelenog. To je sve skupa bez veze (i bez „malih zelenih“) jer je olivin (homogena smjesa željezovog i magnezijevog silikata, (Fe,Mg)SiO4) vrlo čest, ako ne i najčešći mineral u meteoritima, pa nema sumnje da su prve stijene svih planeta bile izgrađene pretežno od tog minerala. Druga je pak priča s karbonatima, kalcitom (CaCO3) i magnezitom (MgCO3) te sulfatima, gipsom (CaSO4·2H2O) i anhidritom (CaSO4). Oni nastaju, posebice ova dva posljednja, kristalizacijom iz vode (evaporiti).

O njihovom nastaku nema tajne, jer su očito nastali trošenjem olivina, čemu u prilog govori, između ostalog, i nalaz željezova karbonata. U trošenju stijena bogatih olivinom nije sudjelovala samo voda, nego i ugljikov dioksid, da ne kažem ugljična kiselina. U tom procesu, karbonizaciji osim navedenih minerala nastaju amorfni silikati i fosfati (apatit). Ono što je iznenadilo znanstvenike je da nisu pronašli filosiliate (minerale gline) te serpentine, koji nastaju tim procesom na Zemlji. To ih je dovelo do zaključka da je trošenje (karbonizacija) stijena na Marsu trajalo kratko  te da se događalo u hladnoj vodi.

Što se pak tiče fosfata njihov je nalaz nesiguran, budući da im se signal nalazi blizu signala perklorata, pa nije jasno nalaze li se u stijenama fosfati ili perklorati. Ja bih rekao da je prije riječ o ovome drugome, jer su perklorati – pokazuju istraživanja – najveći krivci što na Marsu nema organskih spojeva. Oni su naime jaki oksidansi, pa – razumije se – oksidiraju organske spojeve. To je i razlog zašto Ramanova spektroskopija nije otkrila ništa organskog na Marsu.

No ono što nije mogla Ramanova mogla je ona druga, mnogo osjetljivija spetrosopija iz paketa SHERLOC. Fluorescencijska spektroskopija je naime naročito osjetljiva na aromatske spojeve, pa je u stijenama na Marsu detektirala benzen i naftalen. Sve u svemu, krater Jezero je prije 3,8 do 2,7 milijarde godina bio Darwinova „topla barica“ u kojoj je mogao niknuti neki oblik života.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je oko 3000 znanstveno-popularnih članaka te 14 znanstveno-popularnih knjiga, među ostalim i knjige o postanku života, The Cookbook of Life - New Theories on the Origin of Life.