Kada se prije pola stoljeća, 20. srpnja 1976. američka sonda Viking (bile su zapravo dvije sonde, no jedna se pokazala mnogo uspješnijom od druge) spustila na površinu Crvenog planeta da tamo potraži tragove života, sve se činilo jednostavnim da jednostavnije nije moglo biti. Sve što živi, živi od organskih, ugljikovih spojeva i iz sebe ispušta iste takve, organske (ugljikove) spojeve. Stoga su znanstvenici osmislili tri eksperimenta s ugljikovim spojevima iz kojih je trebalo vidjeti ima li tamo nečeg što ih uzima ili ispušta, dakle živog. Bili su to eksperimenti kojima se moglo dokazati postojenje života – ali na Zemlji!

Mars je planet najsličniji našemu, pa opet toliko različit od njega. Nije mnogo manji od Zemlje, na njemu također postoji atmosfera u kojoj se nalazi CO₂ i dušik, na Marsu pušu vjetrovi, mijenjaju se dani i noći, smjenjuju se godišnja doba, u njegovom zraku ima vodene pare, a na polovima leda. U geološkoj prošlosti Marsom su tekle rijeke koje su se ulijevale u jezera (pa i u Jezero), a imao je i aktivne vulkane. Ukratko, planet sličan Zemlji koji se, eto, pretvorio u pustinju. No pustinja na Marsu nije Sahara. U Sahari ima života – a na Marsu...

U  atmosferi Marsa nema kisika koji bi njegovo tlo i (mogući) život u njemu štitio od razornog ultraljubičastog zračenja. Iako UV-zračenje ne prodire dublje od milimetra u Marsovo tlo, vjetrovi koji pušu njegovom pustoši mrve, miješaju i raznose regolit izlažući svako mu zrnce pogubnom zračenju. Usto – još gore – regolit sadržava 0,05 do 1,05 % perklorata, a perklorati, soli perklorne kiseline, kao i sama perklorna kiselina (HClO₄) spadaju u najjača oksidacijska sredstva. Jasno je: u takvim se uvjetima ne može održati ništa živo. Teško da mogu postojati i organski spojevi, koji opet ne moraju bio biogenog porijekla – računa se da svake godine na Mars dospije padom meteorita 250 tisuća tona ugljika u obliku organskih spojeva. Što se događa s organskom tvari na Marsu, bila ona abiogenog ili (moguće) biogenog porijeka?  

 Na to pitanje pokušao je odgovoriti rad devetorice talijanskih, francuskih, američkih i kineskih znanstvenika „UV irradiation and near infrared characterization of laboratory Mars soil analog samples“ što je krajem prošle godine objavljen u časopisu Frontiers in Astronomy and Space Sciences. No znanstvenike nije zanimalo samo pitanje održivosti organskih spojeva u takvim uvjetima, nego i sposobnost sonde Perseverance da ih detektira. Na tom se naime roveru nalaze tri spektrometra za mjerenje u infracrvenom (IR) području, a IR-spektroskopija je – muko moja... To kažem zato što se ta vrsta spektroskopije upotrebljava za identifikaciju i (čak!) određivanje strukture organskih spojeva. Riječ je o tome da spektar detektira unutrašnje vibracije molekule (ritmične promjene međusobnih položaja atoma), pa se prema apsorpciji infracrvenog zračenja može vidjeti koje kemijske veze molekula ima. No reći da apsorpcija zračenja od 2,9 – 3,1 μm odgovara vezi N-H (koja postoji u aminokiselinama, proteinima i nukleinskim kiselinama) nije sasvim točno jer ne vibriraju samo atomi u toj vezi (N i H) nego vibrira čitava molekula. Usto se u tom, vrlo širokom rasponu valnih duljina nalaze i vibracije karakteristične za druge kemijske veze. Muko moja...

No dobro, što su napravili znanstvenici, autori spomenutog rada? Oni su naprosto u simulirano Marsovo tlo („laboratory Mars soil analog samples“) primiješali organske spojeve, izložili ga djelovanju ultraljubičastog zračenja („UV irradiation“) te prije i poslije ozračivanja analizirali njegov sastav infracrvenom spektroskopijom („near infrared characterization“).

Da budem konkretan, Marsovo su tlo simulirali montmorilonitom, mineralom gline pronađenom i na Marsu, a kojeg ima tamo gdje je nekoć bilo vode.  MontmorilonItu su zatim dodali 1 % magnezijeva perklorata, Mg(ClO₄)₂⸱6H₂O. Od organskih su spojeva izabrali dvije aminokiseline (L-fenilalanin i L-glutaminsku kiselinu), jedan monomer molekule RNA (adenozin-5'-monofosfat) te ftalnu kiselinu. Zašto baš ftalnu kiselinu? Zato što od te aromatske kiseline djelovanjem perklorata nastaju klorirani ugljikovodici, organski spojevi koje je rover Curiosity pronašao u Marsovom tlu.

Znanstvenici su u dušikovoj atmosferi 70 minuta ozračivali uzorke ultraljubičastim zračenjem valne duljne 200 – 400 nm, približnog intenziteta kao na Marsovom ekvatoru. Kao što se moglo očekivati, nestale su stare, ali su se pojavile nove spektralne linije. Sva su se četiri spoja raspala na još neutvrđene produkte.

Loša vijest za Perseverance? Ne baš, jer će ovo istraživanje pomoći da se protumače podaci što će ih snimiti njegovi spektrometri. Usto, najnoviji će Marsov rover uzimati uzorke i sa dva metra dubine. Možemo se nadati se da na njih nije djelovalo ultraljubičasto zračenje. Ako jest, trebat će kopati dublje, mnogo dublje.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je i 13 znanstveno-popularnih knjiga od kojih je jednu, „The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life“ (izišlu 2018. godine), napisao na engleskom jeziku. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.