Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

  • Есть ли жизнь на Марсе?
  • Органика в метеоритах
  • На месте древних озер
  • Интригующие результаты

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Марсоход НАСА «Кьюриосити» обнаружил в осадочных отложениях кратера Гейла много органического углерода. О том, какие гипотезы есть на этот счет и что мешает ученым сделать однозначный вывод о существовании микробной жизни на Красной планете, — в материале РИА Новости.

Есть ли жизнь на Марсе?

Этот вопрос волнует людей не одно столетие. Но если вначале всерьез обсуждали возможность существования разумных марсиан, то позднее под словами «жизнь на Марсе» стали понимать прежде всего микробные формы организмов.

Первую попытку обнаружить их в марсианских породах сделали в середине 1970-х американские космические аппараты «Викинг-1» и «Викинг-2». Опустившись на поверхность Красной планеты, они взяли образцы грунта. Достоверных следов жизнедеятельности микроорганизмов не нашли, однако приборы «Викингов» зафиксировали необычно высокую химическую активность, характерную для реакций с участием микробов.

Позднее в марсианской атмосфере обнаружили метан — газ, львиную долю которого на Земле вырабатывают живые организмы. Но чем дальше изучали Марс, тем очевиднее становилось: сейчас его поверхность мало пригодна для жизни. У планеты нет магнитного поля, защищающего от солнечного ветра и губительного космического излучения. Атмосфера очень разреженная, в основном из углекислого газа. А давление в 160 раз меньше земного, из-за чего вода не может находиться в жидком состоянии.

В то же время геологические данные указывают на то, что в далеком прошлом, три-четыре миллиарда лет назад, Марс напоминал молодую Землю. У него была более плотная атмосфера, значительную часть поверхности покрывали океаны, а климат вполне подходил для существования примитивных организмов.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Органика в метеоритах

Первыми образцами древних марсианских пород, попавшими в руки ученых, были метеориты, выбитые с поверхности Марса в результате ударов других космических тел. На то, что это фрагменты Красной планеты, указывают особенности изотопного состава. Всего на сегодняшний день известно около трехсот марсианских метеоритов, и в некоторых обнаружили сложные органические соединения.

Самый знаменитый — метеорит ALH 84001, найденный в 1984-м в Антарктиде. По оценкам геологов, 15 миллионов лет назад кусок марсианской породы выбросило в межпланетное пространство, а 13 тысяч лет он назад упал на Землю. Изотопное датирование показало, что его возраст — 4-4,5 миллиарда лет, и это старейший из известных фрагментов Марса, достигших Земли.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Метеорит ALH 84001

Ученые обнаружили в нем карбонатные глобулы — минеральные образования, напоминающие окаменелости одноклеточных организмов, в составе которых есть молекулы полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Происхождение их долгое время оставалось загадкой. Только недавно детальный анализ метеорита с помощью просвечивающей электронной микроскопии показал, что сложные соединения не меют отношения к древней жизни. Они появились в результате серпентинизации и карбонизации — процессов геохимического взаимодействия между водой и горной породой.

Авторы исследования предполагают, что и в других марсианских метеоритах органические молекулы имеют абиогенную природу. Однако это не снижает, а даже повышает шанс найти на Марсе следы микроорганизмов. По мнению ученых, абиотический синтез в магматических породах мог быть только первым этапом, ответственным за формирование комплекса органических соединений углерода, из которых впоследствии развилась жизнь. А искать ее следы надо не в магматических породах, фрагменты которых падают на Землю в виде метеоритов, а среди осадочных отложений на месте древних марсианских водоемов.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Фрагмент метеорита ALH 84001 с карбонатными глобулами

На месте древних озер

Именно этим руководствовались специалисты НАСА, когда выбирали места для посадки марсоходов «Кьюриосити» и «Персеверанс». Первый приземлился в августе 2012-го в кратере Гейла. Его, по заключению геологов, три с половиной миллиарда лет назад заполняла вода, а на дне накапливались глинистые отложения. Второй, прибывший на Марс в феврале 2021-го, отправили в кратер Езеро, в древности представлявший собой озеро, куда впадало несколько рек.

Задача обоих аппаратов — найти породы, образованные при участии микроорганизмов, или сложные органические соединения — продукты их жизнедеятельности. В частности, в западной части кратера Езеро по спектрометрическим данным предварительно выявили скопления карбонатных пород. Как предполагают ученые, они могут оказаться строматолитами — древними цианобактериальными матами.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Спектрометрическое изображение дельты палеореки в западной части кратера Езеро. Сиреневым цветом выделяются глинистые отложения, зеленым — карбонатные, в которых ученые рассчитывают найти строматолиты

Подобные известковые колонии синезеленых водорослей были широко распространены на Земле полмиллиона лет назад. Кое-где их можно встретить и сегодня — например, по берегам озера Тетис в Западной Австралии или озера Салда на юго-западе Турции.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Строматолиты кембрийского периода формации Пика в Западной Канаде

Но если «Персеверанс» только начинает работу на Красной планете, то «Кьюриосити» за прошедшие годы уже собрал много интересной информации. Прежде всего, обнаружил в кратере Гейла многочисленные органические молекулы — строительные блоки для форм жизни на основе углерода. Нашел он и следы былой гидротермальной активности, свидетельствующие о том, что в древности здесь существовали источники энергии, необходимые для формирования в водной среде сложных химических соединений.

Также приборы марсохода выявили сезонные колебания метана в марсианской атмосфере. Уровни этого газа в кратере Гейла стабильно достигают пика в теплые летние месяцы и снижаются зимой. Скорее всего, считают ученые, причина — в особенностях протекания геохимических реакций при разных температурах. Но, возможно, не обошлось и без участия органики.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Современные строматолиты озера Тетис в Западной Австралии

Интригующие результаты

Чтобы идентифицировать органический материал в марсианской почве, «Кьюриосити» пробурил в кратере Гейла пять скважин в осадочных отложениях древнего озера, а полученные образцы исследовал на месте с помощью аналитических приборов. Выяснилось, что почти половина проб содержит повышенные количества легкого изотопа — углерода-12. Это маркер биогенного происхождения материала, в отличие от более тяжелого минерального углерода-13.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Исследователи предложили три объяснения. В соответствии с первой гипотезой, в образовании органических молекул участвовали древние бактерии, производящие метан. В атмосфере под воздействием ультрафиолета этот газ превращался в более сложные соединения, которые оседали на поверхность и накапливались в осадочных отложениях, сохраняя свою биогенную изотопную подпись. Две другие гипотезы исходят из того, что изотопное фракционирование углерода на Марсе могло быть связано с небиологическими геохимическими процессами, аналогов которым нет на Земле.

С помощью приборов марсохода «Кьюриосити» впервые удалось измерить долю органического углерода в марсианских породах. Оказалось, что в озерных отложениях кратера Гейла возрастом три с половиной миллиарда лет его существенно больше, чем в известных марсианских метеоритах: от 201 до 273 микрограммов на грамм породы. Такие значения характерны для самых безводных и малообитаемых мест нашей планеты — например, для пустыни Атакама в Южной Америке.

Внеземная жизнь. Ученые впервые измерили долю органики в породах Марса

Древние осадочные породы формации Йеллоунайф в кратере Гейла, где марсоход «Кьюриосити» исследовал образцы органического углерода

Органическим называется углерод, связанный с атомами водорода в молекулы, используемые для построения организмов всеми известными формами жизни на Земле. Однако пока ученые не готовы сделать вывод, что и Марс когда-то был обитаем. Органические молекулы — не доказательство, они могли образовываться в результате поверхностных реакций, при извержениях вулканов или занесены из космоса в составе метеоритов. Так что интрига сохраняется.

Следующим шагом, по мнению астробиологов — ученых, исследующих признаки жизни за пределами нашей планеты, станет анализ образцов, которые сейчас собирает «Персеверанс» в кратере Езеро. Но не факт, что и после этого можно будет однозначно ответить на вопрос о существовании жизни на Марсе. Ведь специалисты по сей день спорят о происхождении структур, напоминающих окаменелые бактерии, в метеорите ALH84001.

Добавить комментарий

Adblock
detector