Application of Raman spectroscopy for the identification of organic inclusions in minerals for the field of exobiology

Abstract

The multidisciplinary field of astrobiology has grown rapidly in recent years. The major goals of research in the field have been the search for habitable environments both within and outside our solar system, the search for evidence of prebiotic chemistry and life on Mars and other bodies in our solar system, laboratory and field research into the origins and early evolution of life on Earth, and studies of the potential for life to adapt to challenges on Earth and in space. NASA and ESA are heavily focused on a number of upcoming exploratory missions (e.g., the Mars Science Laboratory, with its planned launch in the fall 2011; ExoMars 2018; and the follow-up Mars Sample Return missions beyond 2020). A Raman spectrometer is now being miniaturized for the ExoMars Rover Instrument Suite. This Raman instrument is expected to be used to identify organic compounds and mineral products that could be related to signatures of life, as well as provide a general mineralogical overview, especially those minerals produced by water- related processes. This thesis describes the results of laboratory investigation into the feasibility of Raman spectroscopy to detect different types of biomarkers (pigments, carboxylic acids, and aminoacids) first mixed in the mineral matrices and...

Astrobiologie je multidisciplinární vědní obor, který zaznamenává v současné době prudký rozvoj. Mezi hlavní cíle současného výzkumu patří: vyhledávání obyvatelných zón, a to jak v naší sluneční soustavě, tak mimo ni, hledání důkazů prebiotické chemie a života na Marsu a jiných tělesech v naší sluneční soustavě, laboratorní i terénní výzkum mapující vznik a raný vývoj života na Zemi a studium možností živých organismů přizpůsobit se jak terestrickým nepříznivým podmínkám, tak i podmínkám ve vesmíru. Pozornost vesmírných agentur, NASA a ESA, se nyní obrací na chystané výzkumné mise (zejména na Mars Science Laboratory, která odstartuje na podzim 2011; ExoMars, který je v plánu v roce 2018; a následné mise "Mars Sample Return" po roce 2020). Ramanův spektrometr je momentálně zmenšován pro využití na palubě mise ExoMars. Od Ramanova spektrometru se očekává, že identifikuje případné organické sloučeniny a biominerály a podá informace o základní mineralogii, zejména o minerálech, které vznikají v přítomnosti vody. Tato disertační práce shrnuje výsledky laboratorního výzkumu zaměřeného na využitelnost Ramanovy spektrometrie pro identifikaci biomarkerů (pigmentů, karboxylových kyselin a aminokyselin) ve směsích s minerálními...