在2020年,美国国家航空航天局计划发射一个新的火星探测器将负责探测区域的科学家相信地球上有残留的古老的微生物。探测器将收集岩石和土壤的样本,并将它们存储在火星表面;样品将会返回地球在遥远的未来,科学家可以精心分析样品现在或前外星生命的迹象。
现在,随着报道碳,来自麻省理工学院(MIT)的科学家已经开发出一种技术,将帮助漫游者快速和无创性确定沉积物是相对不变的,而保持原来的成分。这样的“原始”样品给科学家最好的机会识别前生活的迹象,如果他们存在,而不是岩石的历史已经被过度加热等地质过程或辐射损伤。
团队的技术中心在解释结果的拉曼光谱的新方法。半岛综合体育官方APP下载德甲在其科学工具套件,2020年的火星探测器包括SHERLOC(扫描居住环境与拉曼和发光有机物和化学品),乐器,将获得样品的拉曼光谱或只是在火星表面以下。SHERLOC将关键在确定火星上是否曾有生命存在。
科学家可以利半岛综合体育官方APP下载德甲用拉曼光谱识别关键方面样品的化学成分,包括样品是否含有碳质重要线索,样品也港口生命的迹象。
但罗杰召唤地球教授说,麻省理工学院的大气和行星科学化学图片到目前为止,科学家们已经能够辨别使用拉曼光谱已经有些模糊。半岛综合体育官方APP下载德甲例如,一个从地球上一块煤炭获得的拉曼光谱可能看起来非常类似于一个有机粒子最初的陨石在太空。
“我们没有一种自信地区别有机物曾经在起源、生物和有机物质来自其他化学过程”,召唤说。
然而,尼古拉Ferralis研究科学家在麻省理工学院材料科学与工程系,发现隐藏的特征拉曼光谱可以给出一个更明智的图片样品的化学组成。具体地说,研究人员能够估计子结构的氢碳原子比拉曼光谱的峰值。这是很重要的,因为加热任何岩石经历了越多,越有机物成为改变,特别是通过氢的形式甲烷的损失。
改进技术使科学家能够更准确地理解其含义,现有的拉曼光谱,并迅速评估氢比carbon-thereby识别最原始、古老的岩石样品进行进一步的研究。召唤说,这也可以帮助科学家和工程师与SHERLOC仪器在2020年火星探测器为零的理想火星样本。
“这可能帮助决定什么样本2020年的探测器将档案”,召唤说。“这将是寻找在沉积物有机质保存,这将允许一个更明智的选择样本的潜力可以回到地球了。”
典型的拉曼光谱对样品含有有机质表现为一条曲线有两个主要的山峰:一个宽峰尖锐,窄峰值。研究人员以前被宽峰的D(无序)乐队,振动在这个地区与碳原子无序的化妆,绑定到任意数量的其他元素。第二,窄峰是G(石墨)乐队,通常更多的命令安排相关的碳,如发现石墨材料。
Ferralis,与古代沉积物样品被调查召唤的实验室,确定主要D带内次级架构直接关系到样品中氢的量。这些sub-peaks越高,越氢是一个迹象表明样本相对较少的改变,和原来的化学组成更好的保存。
测试这个新解释,团队试图应用拉曼光谱,及其分析技术,沉积物样品的化学成分已经有所了解。半岛综合体育官方APP下载德甲他们获得额外的样品古代kerogen-fragments有机质的沉积岩石基于团队的加州大学洛杉矶分校,在1980年代曾使用细致,艰苦的化学方法来准确确定氢碳比。
团队成员很快估计相同的比例,首先使用拉曼光谱产生光谱的各种干酪根样品,然后使用他们的方法来解释每个光谱的峰值。半岛综合体育官方APP下载德甲团队的氢碳比的原始的比率。
“这意味着我们的方法是合理的,我们不需要做一个疯狂的或不可能的化学净化得到一个精确的答案”,召唤说。
更进一步,研究人员想知道他们可以利用他们的技术地图显微矿物的化学成分,通常会包含碳太少,它通过传统化学技术也无法察觉。
“我们想知道,我们可以映射在一个微小的化石,看看化学差异保存吗?”,召唤说。
团队获得的微化石protist-an古老,单细胞生物,可能是一个简单的藻类或其捕食者。科学家推断,这些化石曾经生物起源,只是从他们的外表和他们的相似性在化石记录中数以百计的其他模式。团队用拉曼光谱来测量原子振动整个化石,解半岛综合体育官方APP下载德甲析度,然后分析了使用他们的新产生的光谱分析技术。然后创建了一个基于他们的分析化学地图。
“化石了相同的热历史,然而我们发现细胞壁和细胞内容有更高的氢比细胞矩阵或其外”,召唤说。“这对我来说是生物学的证据。它可能不是说服每个人,但它是一个比我们之前明显改善。”
最终,召唤表示,除了确定火星上有前途的样本,该集团的技术将有助于古生物学家理解地球的生物进化。
“我们感兴趣的是这个星球上最古老的有机物质保存的酶活性可能会告诉我们一些关于地球的最早形式的细胞生命,“召唤说。例如,“我们希望理解什么时候地球上的生物碳循环,我们今天第一次出现吗?随着时间的推移,它是如何演进?这一技术最终会帮助我们找到最低限度改变有机物质,帮助我们了解更多关于生物是由什么组成的,以及它们是如何工作的。”
