Mars’ta En Büyük Organik Moleküller Keşfedildi

NASA’nın Merak (Curiosity) gezginindeki toz haline getirilmiş kayayı analiz eden bilim insanları, Kızıl Gezegen’de bugüne kadar bulunan en büyük organik bileşikleri keşfettiler. Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınlanan araştırma, prebiyotik kimyanın Mars’ta daha önce gözlenenden daha gelişmiş olabileceğini öne sürüyor.

Bilim insanları Merak’ın kısa adı SAM olan mini laboratuvarında mevcut bir kaya örneğini incelediler ve dekan, undekan ve dodekan moleküllerini buldular. Sırasıyla 10, 11 ve 12 karbondan oluşan bu bileşiklerin, örnekte korunan yağ asitlerinin parçaları olduğu düşünülüyor. Yağ asitleri, Dünya’da yaşamın kimyasal yapı taşları olan organik moleküller arasındadır.

Canlılar, hücre zarlarının oluşumuna yardımcı olmak ve çeşitli işlevleri yerine getirmek için yağ asitleri üretir. Ancak yağ asitleri, hidrotermal bacalardaki suyun minerallerle etkileşimi de olmak üzere çeşitli jeolojik süreçler tarafından tetiklenen kimyasal tepkimeler yoluyla yani, yaşam olmadan da üretilebilir.

Belirlenen moleküllerin kaynağını doğrulamanın bir yolu olmasa da, bunları bulmak Merak bilim ekibi için birkaç nedenden dolayı heyecan verici.

Merak bilim insanları daha önce Mars’ta küçük, basit organik moleküller keşfetmişti; ancak bu daha büyük bileşiklerin bulunması, organik kimyanın Mars’ta yaşamın kökeni için gereken karmaşıklığa doğru ilerlediğine yönelik ilk kanıtı sağlıyor.

Yeni çalışma ayrıca, yalnızca yaşamın varlığında üretilebilen ve “biyoimzalar” olarak bilinen büyük organik moleküllerin Mars’ta korunabilme şansını artırıyor ve bu bileşiklerin onlarca milyon yıl yoğun ışınıma ve oksidasyona maruz kaldıktan sonra yok olacağı yönündeki endişeleri ortadan kaldırıyor.

Bilim insanları, bu bulgunun Mars’tan Dünya’ya örnek getirilip burada bulunan en gelişmiş cihazlarla analiz edilmesi yönündeki planlamaya destek verdiğini söylüyor.

Fransa’nın Guyancourt kentindeki Atmosfer, Gözlem ve Uzay Laboratuvarındaki Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezinde araştırma bilimcisi ve çalışmanın başyazarı Caroline Freissinet, “Çalışmamız, bugün bile Mars örneklerini analiz ederek, Mars’ta geçmişte yaşam var olmuşsa kimyasal izlerini tespit edebileceğimizi kanıtlıyor.” dedi.

2015 yılında Freissinet, ilk kez, mevcut çalışmada kullanılan aynı örnekte Mars organik moleküllerini kesin olarak tanımlayan bir ekibin eş liderliğini yaptı. “Cumberland” lakaplı örnek, farklı teknikler kullanılarak SAM ile birçok kez analiz edildi.

Merak, Cumberland örneğini 2013 yılının Mayıs ayında Mars’ın Gale Kraterinde ” Yellowknife Koyu” adı verilen bir bölgeden aldı. Bilim insanları, eski bir göl yatağına benzeyen Yellowknife Koyu’ndan o kadar etkilendiler ki, keşif aracını oraya gönderdikten sonra, kraterin tabanından yükselen ve ana hedef olan Mount Sharp’a ters yönde hareket ettirdiler.

Yeni rotasına yönelen araç Cumberland, adlı örneğin Gale Krateri’nin 3,7 milyar yıllık geçmişine dair önemli kimyasal ipuçlarıyla kaplı olduğunu fark etti. Bilim insanları daha önce numunenin suda oluşan kil mineralleri açısından zengin olduğunu bulmuşlardı. Organik molekülleri korumaya yardımcı olabilen bol miktarda kükürt içeriyor. Cumberland ayrıca Dünya’da bitki ve hayvanların sağlığı için elzem olan çok sayıda nitrat ve biyolojik süreçlerle ilişkilendirilen bir karbon türü olan metan içeriyor.

Belki de en önemlisi, bilim insanları Yellowknife Körfezi’nin gerçekten de eski bir göl olduğunu ve organik molekülleri yoğunlaştırıp bunları çamur taşı adı verilen ince taneli tortul kayaçta koruyabilecek bir ortam sağladığını tespit ettiler.

Maryland, Greenbelt’teki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezinde örnek dönüşlerinden sorumlu kıdemli bilim insanı ve çalışmanın ortak yazarlarından Daniel Glavin , “Gale Krateri’nde milyonlarca yıl ve muhtemelen daha uzun süre sıvı suyun var olduğuna dair kanıtlar var. Bu da Mars’taki bu krater-göl ortamlarında yaşam oluşturan kimyanın oluşması için yeterli zaman olduğu anlamına geliyor” diyor.

Son organik bileşiklerin keşfi biraz tesadüfen gerçekleşti. Bunlar, Cumberland’ı proteinlerin yapı taşları olan amino asitlerin belirtilerini araştırmak üzere yapılan bir deneyin yan etkisiydi. Örneği SAM’in fırınında iki kez ısıttıktan ve daha sonra salınan moleküllerin kütlesini ölçtükten sonra, ekip amino asitlere dair hiçbir kanıt görmedi. Ancak numunenin az miktarda dekan, undekan ve dodekan saldığı fark edildi.

Bu bileşikler ısıtma sırasında daha büyük moleküllerden kopmuş olabileceğinden, bilim insanları bunların hangi yapılardan gelmiş olabileceğini anlamak için geriye doğru çalıştılar. Bu moleküllerin sırasıyla undekanoik asit, dodekanoik asit ve tridekanoik asit yağ asitlerinin kalıntıları olduğunu varsaydılar.

Bilim insanları tahminlerini laboratuvarda test ettiler, undekanoik asidi Mars toprağı benzeri bir kille karıştırdılar ve SAM benzeri bir deney gerçekleştirdiler. Isıtıldıktan sonra, undekanoik asit tahmin edildiği gibi dekan saldı. Araştırmacılar daha sonra undekanın dodekanoik asitten ve dodekanın tridekanoik asitten kopmuş olabileceğini göstermek için diğer bilim insanları tarafından daha önce yayınlanmış deneylere atıfta bulundular.

Yazarlar, örnekteki varsayılan yağ asitlerini oluşturan karbon atomlarının sayısıyla ilgili çalışmalarında ilgi çekici ayrıntı daha buldular. Her yağ asidinin omurgası, moleküle bağlı olarak 11 ila 13 karbondan oluşan uzun, düz bir zincirdir. Özellikle, biyolojik olmayan süreçler tipik olarak 12’den az karbonlu daha kısa yağ asitleri üretir.

Bilim insanları, Cumberland örneğinin daha uzun zincirli yağ asitleri içermesinin mümkün olduğunu, ancak SAM’ın daha uzun zincirleri tespit edecek şekilde optimize edilmediğini söylüyor.

Bilim insanları, nihayetinde Mars’a gönderilebilecek molekül avcısı araçlardan çıkarım yapabilecekleri şeylerin bir sınırı olduğunu söylüyor. Glavin, “Bir sonraki büyük adımı atmaya ve Mars’taki yaşam hakkındaki tartışmayı çözmek için Mars örneklerini laboratuvarlarımıza getirmeye hazırız” diyor.