У пошуках прышэльцаў на Марсе. Калі там было жыццё, можа, яно захавалася?

На Марсе ёсць усё неабходнае для існавання жыцця. Аналіз метэарытаў з Марса паказвае, што пад паверхняй планеты ёсць рэчывы, здольныя падтрымліваць жыццё прынамсі ў выглядзе мікраарганізмаў. Дзе-нідзе ў падобных умовах жывуць і наземныя мікробы.

Нядаўна навукоўцы з Браўнаўскага ўніверсітэта даследавалі хімічны склад марсіянскіх метэарытаў - кавалкі пароды, якія былі выкінуты з Марса і ў выніку апынуліся на Зямлі. Аналіз паказаў, што гэтыя пароды могуць кантактаваць з вадой. вырабляць хімічную энергіюшто дазваляе мікраарганізмам жыць, як на вялікіх глыбінях на Зямлі.

Якія вывучаюцца метэарыты яны могуць, на думку вучоных, складаць рэпрэзентатыўную выбарку для значнай часткі. кара Марсагэта азначае, што значная частка нетраў планеты прыдатная для жыццезабеспячэння. «Важныя высновы для навуковага даследавання пластоў пад паверхняй складаюцца ў тым, што усюды, дзе ёсць грунтавыя воды на Марсеёсць добрыя шанцы атрымаць доступ да дастатковай колькасці хімічная энергіядля падтрымання мікробнага жыцця», - сказаў Джэсі Тарнас, кіраўнік даследчай групы, у прэс-рэлізе.

За апошнія некалькі дзесяцігоддзяў на Зямлі было выяўлена, што многія арганізмы жывуць глыбока пад паверхняй і, пазбаўленыя доступу да святла, чэрпаюць сваю энергію з прадуктаў хімічных рэакцый, якія адбываюцца пры кантакце вады з горнымі пародамі. Адной з такіх рэакцый з'яўляецца радыёліз. Гэта адбываецца, калі радыеактыўныя элементы пароды выклікаюць расшчапленне малекул вады на вадарод і кісларод. Вызвалены вадарод раствараецца ў вадзе, якая прысутнічае ў гэтым раёне, і некаторыя мінералы, такія як пірыту паглынаць кісларод з адукацыяй сера.

яны могуць паглынаць раствораны ў вадзе вадарод і выкарыстоўваць яго ў якасці паліва ў рэакцыі з кіслародам з сульфатаў. Напрыклад, у канадскім шахта Кід Крык (1) Гэтыя тыпы мікробаў былі выяўленыя на глыбіні амаль двух кіламетраў у вадзе, куды сонца не пранікала больш за мільярд гадоў.

1. Робат Boston Dynamics даследуе шахту

Кід Крык

W Марсянскі метэарыт даследнікі выявілі рэчывы, неабходныя для радыёлізу ў колькасцях, дастатковых для падтрымання жыцця. так што старажытныя месцы абломкаў засталіся ў асноўным некранутымі да гэтага часу.

Больш за раннія даследаванні паказвалі сляды актыўных сістэм падземных вод на планеце. Існуе таксама значная імавернасць таго, што такія сістэмы існуюць і сёння. Адно нядаўняе даследаванне паказала, напрыклад, магчымасць падземнага возера пад ледзяным покрывам. Пакуль даследаванне нетраў будзе больш складаным за разведку, але, на думку аўтараў артыкула, гэта не тая задача, з якой мы не справімся.

Хімічныя падказкі

У 1976 годзе НАСА Вікінг 1 (2) прызямліўся на раўніне Chryse Planitia. Ён стаў першым спускаецца апаратам, паспяхова прызямліўся на Марсе. "Першыя падказкі з'явіліся, калі мы атрымалі фатаграфіі вікінга, на якіх бачныя сляды разьбы, якія ўтварыліся на Зямлі, як правіла, з-за дажджу", - сказаў ён. Аляксандр Хайес, дырэктар Карнэльскага цэнтра астрафізікі і планеталогіі, у інтэрв'ю сайту «Inverse». «Ён даўно прысутнічае на Марсе вадкая вадаякі выразаў паверхню і ён запоўніў кратэры, утварыўшы возера.

Вікінгі 1 і 2 у іх былі невялікія астрабіялагічныя «лабараторыі» на борце для правядзення сваіх пошукавых эксперыментаў. сляды жыцця на Марсе. Эксперымент «Пазначаны выкід» уключаў змешванне невялікіх узораў марсіянскай глебы з кроплямі вады, якая змяшчае пажыўны раствор і крыху Актываваны вугаль вывучаць газападобныя рэчывы, якія могуць утварацца жывыя арганізмы на Марсе.

Даследаванне ўзору глебы паказала прыкметы метабалізмуале навукоўцы разышліся ў меркаваннях адносна таго, ці быў гэты вынік дакладнай прыкметай таго, што на Марсе ёсць жыццё, таму што газ мог быць выраблены нечым іншым, а не жыццём. Напрыклад, ён можа таксама актываваць глебу, ствараючы газ. Іншы эксперымент, праведзены місіяй "Вікінг", шукаў сляды арганічнага матэрыялу і нічога не знайшоў. Праз сорак гадоў навукоўцы ставяцца да гэтых першапачатковых эксперыментаў са скептыцызмам.

У снежні 1984 г. У. Алан Хілз У Антарктыдзе знайшлі кавалачак Марса. , важыў каля чатырох фунтаў і, верагодна, быў з Марса да таго, як старажытнае сутыкненне падняло яго з паверхні. Чырвоная планета да зямлі.

У 1996 годзе група навукоўцаў зазірнула ўнутр фрагмента метэарыта і зрабіла дзіўнае адкрыццё. Унутры метэарыта яны выявілі структуры, падобныя на тыя, якія маглі быць утвораны мікробамі. (3) а таксама выяўлена наяўнасць арганічных матэрыялаў. Першапачатковыя сцвярджэнні аб жыцці на Марсе не атрымалі шырокага прызнання, паколькі навукоўцы знайшлі іншыя спосабы інтэрпрэтацыі структур унутры метэарыта, сцвярджаючы, што прысутнасць арганічнага матэрыялу магла выклікаць забруджванне матэрыяламі з Зямлі.

3. Мікрафатаграфіі марсіянскага метэарыта

Аў 2008 г. падступны дух наткнуўся на дзіўную форму, якая выступае з марсіянскай паверхні ў кратары Гусева. Структура называецца "каляровая капуста" з-за яе формы (4). Такіх на Зямлі адукацыі крэменязёму звязаныя з мікробнай актыўнасцю. Некаторыя людзі хутка выказалі здагадку, што яны былі сфарміраваны марсіянскімі бактэрыямі. Аднак яны таксама маглі быць сфарміраваны небіялагічнымі працэсамі, такімі як ветравая эрозія.

Амаль дзесяцігоддзе праз, які належыць НАСА лазік Цікаўнасць выявіў сляды серы, азоту, кіслароду, фосфару і вугляроду (жыццёва важных інгрэдыентаў) падчас свідравання марсіянскай пароды. Марсаход таксама выявіў сульфаты і сульфіды, якія маглі выкарыстоўвацца ў якасці ежы для мікробаў на Марсе мільярды гадоў таму.

Навукоўцы лічаць, што прымітыўныя формы мікробаў, магчыма, знайшлі дастаткова энергіі, каб сілкуецца марсіянскімі камянямі. Мінералы таксама паказвалі на хімічны склад самой вады да таго, як яна выпарылася з Марса. Па словах Хейса, піць людзям бяспечна.

4. Марсіянская "каляровая капуста" сфатаграфавана

марсаходам Spirit

У 2018 годзе Curiosity таксама выявіў дадатковыя доказы наяўнасць метану ў марсіянскай атмасферы. Гэта пацвердзіла больш раннія назіранні следавых колькасцяў метану як арбітальнымі апаратамі, так і марсахода. На Зямлі метан лічыцца біясігнатурай і прыкметай жыцця. Газападобны метан захоўваецца нядоўга пасля атрымання.распадаючыся на іншыя малекулы. Вынікі даследаванняў паказваюць, што колькасць метану на Марсе павялічваецца і памяншаецца ў залежнасці ад сезона. Гэта прымусіла вучоных яшчэ больш паверыць у тое, што метан выпрацоўваецца жывымі арганізмамі на Марсе. Іншыя, аднак, лічаць, што метан можа вырабляцца на Марсе з дапамогай пакуль невядомай неарганічнай хіміі.

У маі гэтага года НАСА аб'явіла, грунтуючыся на аналізе даных Sample Analysis at Mars (SAM), пераносная хімічная лабараторыя на борце Curiosityшто арганічныя солі, верагодна, прысутнічаюць на Марсе, што можа даць дадатковыя падказкі да гэтага чырвоная планета калісьці было жыццё.

Згодна з публікацыяй на гэтую тэму ў Часопісе геафізічных даследаванняў: планеты, арганічныя солі, такія як оксалаты і ацэтаты жалеза, кальцыя і магнію, могуць быць шырока распаўсюджаны ў павярхоўных адкладах Марса. Гэтыя солі з'яўляюцца хімічным астаткам арганічных злучэнняў. Плануецца марсаход Еўрапейскага касмічнага агенцтва ExoMars, які абсталяваны магчымасцю свідравання на глыбіню каля двух метраў, будзе абсталяваны так званым інструмент Годдардаякі прааналізуе хімічны склад глыбейшых пластоў марсіянскай глебы і, магчыма, пазнае больш аб гэтых арганічных рэчывах.

Новы марсаход аснашчаны абсталяваннем для пошуку слядоў жыцця.

З 70-х гадоў, а таксама з цягам часу і місій, усё больш і больш доказаў паказвалі, што На Марсе магло быць жыццё ў яго ранняй гісторыікалі планета была вільготным, цёплым светам. Аднак да гэтага часу ніводнае з адкрыццяў не прадаставіла пераканаўчых доказаў існавання марсіянскага жыцця ні ў мінулым, ні ў сучаснасці.

Навукоўцы хочуць, распачатую ў лютым 2021 года, знайсці гэтыя гіпатэтычныя раннія прыкметы жыцця. У адрозненне ад свайго папярэдніка, марсахода Curiosity з лабараторыяй MSL на борце, ён прыстасаваны для пошуку і знаходжанні такіх слядоў.

Настойлівасць джаліць кратэр возера, каля 40 км у шырыню і 500 метраў у глыбіню, кратэр, размешчаны ў катлавіне на поўнач ад марсіянскага экватара. Калісьці ў кратары Джэзера было возера, высыханне якога ацэньвалася ад 3,5 да 3,8 мільярдаў гадоў таму, што рабіла яго ідэальным асяроддзем для пошуку слядоў старажытных мікраарганізмаў, якія маглі жыць у водах возера. Perseverance будзе не толькі даследаваць марсіянскія пароды, але і збіраць узоры горных парод і захоўваць іх для будучай місіі па вяртанні на Зямлю, дзе яны будуць даследаваны ў лабараторыі.

5. Візуалізацыя працы SuperCam на борце марсахода Perseverance.

Паляванне на біясігнатуры мае справу з наборам камер і іншых інструментаў марсахода, асабліва з Mastcam-Z (размешчанай на мачце марсахода), якая можа павялічваць маштаб для даследавання цікавых з навуковага пункту гледжання мэт.

Навуковая група місіі можа ўвесці прыбор у эксплуатацыю. Суперкам настойлівасць кірунак лазернага прамяня на цікавую мэту (5), што стварае невялікае воблака лятучага матэрыялу, хімічны склад якога можна прааналізаваць. Калі гэтыя дадзеныя апынуцца шматабяцаючымі, кантрольная група можа аддаць даследніку загад. рабатызаваных рука ўсюдыходаправесці паглыбленае даследаванне. Рука абсталявана, сярод іншага ў PIXL (планетарная прылада для рэнтгенаўскай літахіміі), які выкарыстоўвае адносна моцны рэнтгенаўскі прамень для пошуку патэнцыйных хімічных слядоў жыцця.

Іншы інструмент, званы Шэрлак (сканіраванне заселеных асяроддзяў з дапамогай камбінацыйнага рассейвання і люмінесцэнцыі для арганічных і хімічных рэчываў), абсталяваны ўласным лазерам і можа выяўляць канцэнтрацыі арганічных малекул і мінералаў, якія ўтвараюцца ў водным асяроддзі. Разам, Шэрлак i ПІКСЕЛЬ Чакаецца, што яны дадуць карты элементаў, мінералаў і часціц у марсіянскіх пародах і адкладах з высокім дазволам, што дасць магчымасць астрабіёлагам ацаніць іх склад і вызначыць найбольш перспектыўныя ўзоры для збору.

НАСА зараз выкарыстоўвае іншы падыход да пошуку мікробаў, чым раней. У адрозненне ад спампаваць вікінгНастойлівасць не будзе шукаць хімічныя прыкметы метабалізму. Замест гэтага ён будзе лунаць над паверхняй Марса ў пошуках адкладаў. Яны могуць утрымоўваць ужо мёртвыя арганізмы, так што пра абмен рэчываў не можа быць і гаворкі, але іх хімічны склад можа шматлікае распавесці нам аб мінулым жыцці ў гэтым месцы. Узоры, сабраныя Perseverance іх трэба сабраць і вярнуць на Зямлю для будучай місіі. Іх аналіз трэба правесці ў наземных лабараторыях. Таму мяркуецца, што канчатковы доказ існавання былых марсіянаў з'явіцца на Зямлі.

Навукоўцы спадзяюцца знайсці на Марсе асаблівасць паверхні, якую нельга растлумачыць нічым, акрамя існавання старажытнага мікробнага жыцця. Адно з гэтых уяўных утварэнняў можа быць нечым накшталт строматаліт.

На зямлі, строматаліт (6) каменныя насыпы, адукаваныя мікраарганізмамі ўздоўж старажытных берагавых ліній і ў іншых асяроддзях, дзе было шмат энергіі для метабалізму і вады.

Большая частка вады не сышла ў космас

Мы яшчэ не пацвердзілі існаванне жыцця ў глыбокім мінулым Марса, але да гэтага часу задаемся пытаннем, што магло паслужыць прычынай яго знікнення (калі жыццё сапраўды знікла, а не пайшла глыбока пад паверхню, напрыклад). Асновай жыцця, прынамсі, у тым выглядзе, у якім мы яе ведаем, з'яўляецца вада. Паводле ацэнак ранні Марс у ім магло быць столькі вадкай вады, што яна пакрыла б усю яго паверхню пластом таўшчынёй ад 100 да 1500 м. Аднак сёння Марс больш падобны да сухой пустыні.і навукоўцы да гэтага часу спрабуюць высветліць, чым выкліканы гэтыя змены.

Навукоўцы спрабуюць, напрыклад, растлумачыць як Марс страціў вадуякі быў на яго паверхні мільярды гадоў таму. Вялікую частку часу лічылася, што значная частка старажытнай вады Марса сышла праз яго атмасферу ў космас. Прыкладна ў той жа час Марс вось-вось павінен быў страціць сваё планетарнае магнітнае поле, абараніўшы сваю атмасферу ад бруі часціц, якія зыходзяць ад Сонца. Пасля таго, як магнітнае поле было страчана з-за дзеянні Сонца, марсіянская атмасфера пачала знікаць.і вада знікла разам з ім. Паводле адносна новага даследавання НАСА, большая частка страчанай вады магла быць захоплена горнымі пародамі ў кары планеты.

Навукоўцы прааналізавалі набор дадзеных, сабраных у ходзе вывучэння Марса за многія гады, і на іх аснове, аднак, прыйшлі да высновы, што выхад вады з атмасферы у космас ён адказвае толькі за частковае знікненне вады з марсіянскага асяроддзя. Іх разлікі паказваюць, што большая частка вады, якой цяпер не хапае, звязана з мінераламі ў кары планеты. Вынікі гэтых аналізаў былі прадстаўлены Эві Шэлер з Каліфарнійскага тэхналагічнага інстытута і яе каманды на 52-й канферэнцыі па планеталогіі і навуцы аб Месяцы (LPSC). Артыкул, абагульняючыя вынікі гэтай працы, была апублікаваная ў часопісе "Навука".

У даследаваннях асаблівая ўвага надавалася палавому акту. змест дэйтэрыя (больш цяжкі ізатоп вадароду) у вадарод. Deuter сустракаецца ў прыродзе ў вадзе ў колькасці каля 0,02 працэнта. супраць прысутнасці "нармальнага" вадароду. Звычайны вадарод з-за меншай атамнай масы лягчэй выходзіць з атмасферы ў космас. Падвышанае стаўленне дэйтэрыя да вадароду ўскосна кажа нам, якая была хуткасць выйсця вады з Марса ў космас.

Навукоўцы прыйшлі да высновы, што назіранае суадносіны дэйтэрыя і вадароду і геалагічныя сведчанні багацця вады ў марсіянскім мінулым паказваюць на тое, што страта вады планетай не магла адбыцца выключна ў выніку выхаду з атмасферы ў марсіянскім мінулым. касмічная прастора. Таму быў прапанаваны механізм, які звязвае выкід у атмасферу з захопам некаторай колькасці вады ў горных пародах. Уздзейнічаючы на ​​горныя пароды, вада дазваляе фармавацца гліне і іншым гідратаваным мінералам. Той жа працэс адбываецца і на Зямлі.

Аднак на нашай планеце дзейнасць тэктанічных пліт прыводзіць да таго, што старыя фрагменты зямной кары з гідратаванымі мінераламі расплаўляюцца ў мантыі, а затым вада, якая ўтварылася, выкідваецца назад у атмасферу ў выніку вулканічных працэсаў. На Марсе без тэктанічных пліт утрыманне вады ў зямной кары - незваротны працэс

Унутраны марсіянскі азёрны край

Мы пачалі з падземнага жыцця і вернемся да яе ў канцы. Навукоўцы лічаць, што яго ідэальнае асяроддзе пасялення марсіянскія ўмовы вадасховішчы маглі быць схаваныя глыбока пад пластамі глебы і лёду. Два гады таму планетолагі паведамілі аб адкрыцці вялікага возера салёная вада пад лёдам на Паўднёвым полюсе Марсаякі быў сустрэты з энтузіязмам, з аднаго боку, але і з некаторым скептыцызмам.

Аднак у 2020 годзе даследчыкі яшчэ раз пацвердзілі існаванне гэтага возера і яны знайшлі яшчэ тры. Адкрыцці, аб якіх паведамляецца ў часопісе Nature Astronomy, былі зроблены на аснове дадзеных радара касмічнага карабля Mars Express. "Мы ідэнтыфікавалі той жа рэзервуар з вадой, які быў знойдзены раней, але мы таксама выявілі тры іншыя рэзервуары з вадой вакол асноўнага рэзервуара", – сказала планетолаг Алена Пецінэлі з Рымскага універсітэта, якая з'яўляецца адным з суаўтараў даследавання. "Гэта складаная сістэма". Азёры раскінуліся на плошчы каля 75 тыс. квадратных кіламетраў. Гэта плошча прыкладна ў адну пятую пляцы Нямеччыны. Самае вялікае цэнтральнае возера мае дыяметр 30 кіламетраў і акружана трыма меншымі азёрамі, кожнае з якіх мае шырыню некалькі кіламетраў.

7. Візуалізацыя марсіянскіх падземных вадаёмаў

у падледніковых азёрах, напрыклад у Антарктыдзе. Аднак колькасць солі, якая прысутнічае ў марсіянскіх умовах, можа быць праблемай. Лічыцца, што падземныя азёры на Марсе (7) павінна мець высокае ўтрыманне солі, каб вада магла заставацца вадкай. Цяпло з нетраў Марса можа дзейнічаць глыбока пад паверхняй, але аднаго гэтага, як кажуць навукоўцы, недастаткова, каб падпаліць лёд. "З тэрмальнага пункту гледжання гэтая вада павінна быць вельмі салёнай", – кажа Пецінэлі. Азёры з утрыманнем солі прыкладна ў пяць разоў больш, чым у марской вадзе, могуць падтрымліваць жыццё, але калі канцэнтрацыя набліжаецца да XNUMX-кратнай салёнасці марской вады, жыцця не існуе.

Калі мы зможам, нарэшце, знайсці яго жыццё на Марсе і калі даследаванні ДНК пакажуць, што марсіянскія арганізмы злучаны з зямнымі, гэтае адкрыццё можа вырабіць рэвалюцыю ў нашым поглядзе на паходжанне жыцця ў цэлым, ссунуўшы наш пункт гледжання з чыста зямнога на зямны. Калі б даследаванні паказалі, што марсіянскія іншапланецяне не маюць ніякага дачынення да нашага жыцця і эвалюцыянавалі зусім незалежна, гэта таксама азначала б рэвалюцыю. Гэта мяркуе, што жыццё ў космасе распаўсюджана, паколькі яно ўзнікла незалежна на першай планеце побач з Зямлёй.