Чеські хіміки запропонували механізм хімічних перетворень, який дозволяє пояснити наявність на Марсі метану і появу на ранній Землі найпростіших азотистих підстав і амінокислот, необхідних для подальшого зародження життя. Робота опублікована в.
У 2013 році марсохід «К'юріосіті» підтвердив наявність на Марсі метану, вік якого не перевищує 600 років. За геохімічними мірками це зовсім невеликий вік, що вказує на існування зараз на Марсі активного або загаслого зовсім недавно джерела метану. Незважаючи на те, що спочатку деякі вчені припускали, що виявлення метану на Марсі є інструментальною помилкою, пізніше існування метану в атмосфері Марса було підтверджено, зокрема, за допомогою аналізу метеоритів марсіанського походження. Зараз в якості можливого джерела його походження розглядається кілька можливих варіантів, один з яких передбачає наявність на Марсі життя. Останнім з усіх висловлювалося припущення, що поверхня Марса є фотокаталізатором, який сприяє протіканню фотохімічної реакції відновлення вуглекислого газу до метану. Рівень інтенсивності ультрафіолетового випромінювання перевищує земний приблизно на 2-3 порядку, тому можливість такого механізму виключати не можна. Тим більше, згідно з сучасними уявленнями, раніше рівень випромінювання був ще вище.
Хіміки з Чехії вирішили перевірити можливість здійснення механізму синтезу метану на Марсі під дією м'якого ультрафіолетового опромінення в присутності пористих марсіанських порід, в першу чергу анатазу і монтморилоніту. Обидва ці мінерали містяться у великій кількості в марсіанському реголіті і є ефективними фотокаталізаторами.
Автори дослідження запропонували три можливі шляхи синтезу, один з яких добре узгоджується з даними, отриманими «К'юріосіті». За запропонованою фотохімічною моделлю середній вік метану в атмосфері повинен становити близько 300 років, що досить добре узгоджується з відомими даними про його вік.
При цьому сезонні коливання рівня метану і вуглекислого газу на Марсі, які реєстрував «К'юріосіті», вчені пояснюють можливим балансом між сезонною зміною рівня випромінювання і адсорбцією води і вуглекислого газу на поверхню мінералів з фотокаталітичною активністю. Дослідники відзначають, що також важливо враховувати і джерело водню. Залежно від планети, він може бути різним. Наприклад, зараз у Марса кислотна атмосфера з великим вмістом у ній соляної кислоти, що ще додатково прискорює процес синтезу метану.
Вчені припускають, що подібний механізм був характерний для всіх молодих планет земної групи, в тому числі і Землі, і саме з такої відновлювальної атмосфери з великою кількістю метану і чадного газу утворилися перші азотисті основи та амінокислоти. Посприяти цьому могло бомбардування поверхні Землі метеоритами, що було характерно для Сонячної системи близько 4 мільярдів років тому. Щоб показати, що такий механізм можливий, вчені промоделювали можливі хімічні перетворення, впливаючи на газову суміш лазерною ударною хвилею. Аналіз продуктів реакції підтвердив, що подібний вплив дійсно призводить до утворення короткоживучих радикалів і отримання, зокрема, гліцину і азотистих підстав.
Запропоновані механізми вуглецевих перетворень можуть дати відповідь на те, що відбувалося з вуглецем на ранніх стадіях розвитку планет земної групи в Сонячній системі, і в який момент з'явилося життя на Землі. Зараз саме вуглецевий аналіз є основним способом отримання інформації про наявність життя на Землі. Так, непрямі сліди існування життя на Землі 4 мільярди років тому не були однозначними саме через те, що без інформації про атмосферний склад Землі не було зрозуміло, які саме реакції призводять до утворення вуглецю в графітових мінералах. Однак знайдені після цього викопні мікроорганізми і нові дані ізотопного аналізу, але вже інших вуглецевих мінералів однозначно вказують на наявність життя в цей момент.