Uma equipe de pesquisa incluindo o cientista pesquisador Atsuko Kobayashi do Earth-Life Science Institute (ELSI) no Instituto de Tecnologia de Tóquio, Japão, e o cientista pesquisador Mizuho Koike do Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão, encontraram material orgânico contendo nitrogênio em minerais carbonáticos em um meteorito marciano. Este material orgânico provavelmente foi preservado por 4 bilhões de anos, desde a era de Noé de Marte. Como os minerais carbonáticos normalmente precipitam das águas subterrâneas, esta descoberta sugere um início de Marte úmido e rico em orgânicos, que poderia ser habitável e favorável para o início da vida.

Por décadas, cientistas tentaram entender se existem compostos orgânicos em Marte e, em caso afirmativo, qual é a sua fonte. Embora estudos recentes de exploração de Marte com base em rover tenham detectado fortes evidências de produtos orgânicos marcianos, pouco se sabe sobre de onde eles vieram, quantos anos eles têm, quão amplamente distribuídos e preservados eles podem ser, ou qual poderia ser sua possível relação com a atividade bioquímica.

Os meteoritos marcianos são pedaços da superfície de Marte que foram lançados no espaço por impactos de meteoros, e que finalmente pousou na Terra. Eles fornecem informações importantes sobre a história marciana. Um meteorito em particular, chamado Allan Hills (ALH) 84001, nomeado para a região da Antártica foi encontrado em 1984, é especialmente importante. Ele contém minerais de carbonato de cor laranja, que precipitou de água líquida salgada na quase superfície de Marte há 4 bilhões de anos. Como esses minerais registram o ambiente aquoso inicial de Marte, muitos estudos tentaram entender sua química única e se eles podem fornecer evidências de vida antiga em Marte. Contudo, análises anteriores sofreram contaminação com material terrestre de neve e gelo da Antártida, tornando difícil dizer quanto do material orgânico no meteorito era verdadeiramente marciano. Além do carbono, o nitrogênio (N) é um elemento essencial para a vida terrestre e um marcador útil para a evolução do sistema planetário. Contudo, devido a limitações técnicas anteriores, o nitrogênio ainda não havia sido medido em ALH84001.

Esta nova pesquisa conduzida pela equipe conjunta ELSI-JAXA usou técnicas analíticas de última geração para estudar o conteúdo de nitrogênio dos carbonatos ALH84001, e a equipe agora está confiante de que encontrou a primeira evidência sólida de orgânicos marcianos de 4 bilhões de anos contendo nitrogênio.

A contaminação terrestre é um problema sério para estudos de materiais extraterrestres. Para evitar tal contaminação, a equipe desenvolveu novas técnicas para preparar as amostras. Por exemplo, eles usaram fita prateada em um laboratório limpo ELSI para arrancar os minúsculos grãos de carbonato, que tem quase a largura de um cabelo humano, do meteorito hospedeiro. A equipe então preparou esses grãos para remover possíveis contaminantes da superfície com um instrumento de feixe de íons focado em microscópio eletrônico de varredura na JAXA. Eles também usaram uma técnica chamada espectroscopia de micro-raios-X de absorção de nitrogênio na borda K (μ-XANES), o que lhes permitiu detectar o nitrogênio presente em quantidades muito pequenas e determinar em que forma química o nitrogênio estava. As amostras de controle de minerais ígneos próximos não forneceram nitrogênio detectável, mostrando que as moléculas orgânicas estavam apenas no carbonato.

Após as verificações cuidadosas de contaminação, a equipe determinou que os compostos orgânicos detectados eram provavelmente realmente marcianos. Eles também determinaram a contribuição de nitrogênio na forma de nitrato, um dos oxidantes fortes no atual Marte, era insignificante, sugerindo que o início de Marte provavelmente não continha oxidantes fortes, e como os cientistas suspeitaram, era menos oxidante do que hoje.

A superfície atual de Marte é muito dura para a maioria dos produtos orgânicos sobreviverem. Contudo, os cientistas prevêem que os compostos orgânicos podem ser preservados em ambientes próximos à superfície por bilhões de anos. Este parece ser o caso dos compostos orgânicos contendo nitrogênio que a equipe encontrou nos carbonatos ALH84001, que parecem ter sido aprisionados nos minerais há 4 bilhões de anos e preservados por longos períodos antes de finalmente serem entregues à Terra.

A equipe concorda que há muitas questões em aberto importantes, Por exemplo, de onde vieram esses compostos orgânicos contendo nitrogênio? Kobayashi explica, "Existem duas possibilidades principais:ou vieram de fora de Marte, ou eles se formaram em Marte. No início da história do Sistema Solar, Marte provavelmente foi inundado com quantidades significativas de matéria orgânica, por exemplo, de meteoritos ricos em carbono, cometas e partículas de poeira. Alguns deles podem ter se dissolvido na salmoura e ficado presos dentro dos carbonatos. "O líder da equipe de pesquisa, Koike acrescenta que, alternativamente, reações químicas no início de Marte podem ter produzido os compostos orgânicos N no local. De qualquer jeito, eles dizem, essas descobertas mostram que havia nitrogênio orgânico em Marte antes de se tornar o planeta vermelho que conhecemos hoje; Marte inicial pode ter sido mais "parecido com a Terra, "menos oxidante, mais úmido, e ricos em orgânicos. Talvez fosse 'azul'.