У пошуках прибульців на Марсі. Якщо там було життя, може, воно збереглося?

На Марсі є все необхідне існування. Аналіз метеоритів з Марса показує, що під поверхнею планети є речовини, здатні підтримувати життя як мінімум як мікроорганізмів. Подекуди у подібних умовах живуть і наземні мікроби.

Нещодавно вчені з Браунівського університету досліджували хімічний склад марсіанських метеоритів - Шматки породи, які були викинуті з Марса і в результаті опинилися на Землі. Аналіз показав, що це породи можуть контактувати з водою. виробляти хімічну енергіющо дозволяє мікроорганізмам жити, як у великих глибинах Землі.

Досліджувані метеорити вони можуть, на думку вчених, становити репрезентативну вибірку для значної частини кора Марсаце означає, що значна частина надр планети придатна для життєзабезпечення. «Важливі висновки для наукового дослідження шарів під поверхнею полягають у тому, що скрізь, де є ґрунтові води на Марсіє хороші шанси отримати доступ до достатньої кількості хімічна енергіядля підтримки мікробного життя», - сказав Джессі Тарнас, голова дослідницької групи, у прес-релізі.

За останні кілька десятиліть на Землі було виявлено, що багато організмів живуть глибоко під поверхнею і, позбавлені доступу до світла, черпають свою енергію з продуктів хімічних реакцій, які при контакті води з гірськими породами. Однією з таких реакцій є радіоліз. Це відбувається, коли радіоактивні елементи породи викликають розщеплення молекул води на водень та кисень. Вивільнений водень розчиняється у воді, присутній у цьому районі, та деякі мінерали, такі як пірит поглинати кисень з утворенням сірка.

вони можуть поглинати розчинений у воді водень і використовувати його як паливо реакції з киснем з сульфатів. Наприклад, у канадському шахта Кідд Крик (1) Ці типи мікробів були виявлені на глибині майже двох кілометрів у воді, куди сонце не проникало понад мільярд років.

1. Робот Boston Dynamics досліджує шахту

Кідд Крик

W Марсянський метеорит дослідники виявили речовини, необхідні для радіолізу в кількостях, достатніх для життя. так що стародавні місця уламків залишилися в основному недоторканими досі.

Більш ранні дослідження вказували сліди активних систем підземних вод на планеті. Існує також значна можливість того, що такі системи існують і сьогодні. Одне недавнє дослідження показало, наприклад, можливість підземного озера під крижаним покривом. Поки дослідження надр буде складнішим за розвідку, але, на думку авторів статті, це не те завдання, з яким ми не впораємося.

Хімічні підказки

У 1976 році НАСА Вікінг 1 (2) приземлився на рівнині Chryse Planitia. Він став першим апаратом, що спускається, успішно приземлився на Марсі. "Перші підказки з'явилися, коли ми отримали фотографії вікінга, на яких видно сліди різьблення, що утворилися на Землі, як правило, через дощ", - сказав він. Олександр Хейс, директор Корнельського центру астрофізики та планетології, в інтерв'ю сайту Inverse. «Він давно присутній на Марсі рідка водаякий вирізав поверхню та він заповнив кратери, утворивши озера».

Вікінги 1 та 2 вони мали невеликі астробіологічні «лабораторії» на борту щодо своїх пошукових експериментів. сліди життя на Марсі. Експеримент «Мічений викид» включав змішування невеликих зразків марсіанської грунту з краплями води, що містить живильний розчин і трохи Активоване вугілля вивчати газоподібні речовини, які можуть утворюватися живі організми на Марсі.

Дослідження зразка ґрунту показало ознаки метаболізмуале вчені розійшлися в думках щодо того, чи був цей результат вірною ознакою того, що на Марсі є життя, тому що газ міг бути зроблений чимось іншим, а не життям. Наприклад, він може також активувати ґрунт, створюючи газ. Інший експеримент, проведений місією «Вікінг», шукав сліди органічного матеріалу та нічого не знайшов. Через сорок років вчені ставляться до цих початкових експериментів зі скептицизмом.

У грудні 1984 р. в. Аллан Хіллз В Антарктиді знайшли шматочок Марса. , важив близько чотирьох фунтів і, мабуть, був з Марса до того, як давнє зіткнення підняло його з поверхні. Червона планета до землі.

1996 року група вчених заглянула всередину фрагмента метеорита і зробила дивовижне відкриття. Усередині метеорита вони виявили структури, схожі на ті, що могли бути утворені мікробами (3) а також виявлено наявність органічних матеріалів. Початкові твердження про життя на Марсі не набули широкого визнання, оскільки вчені знайшли інші способи інтерпретації структур усередині метеорита, стверджуючи, що присутність органічного матеріалу могла викликати забруднення матеріалами із Землі.

3. Мікрофотографія марсіанського метеорита

Вт 2008 р. підступний дух натрапив на дивну форму, що виступає з марсіанської поверхні у кратері Гусєва. Структура називається «цвітна капуста» через її форму (4). Таких на землі утворення кремнезему пов'язані з мікробною активністю. Деякі люди швидко припустили, що вони були сформовані марсіанськими бактеріями. Однак вони також могли бути сформовані небіологічними процесами, такими як вітрова ерозія.

Майже через десятиліття, що належить НАСА лазик Цікавість виявив сліди сірки, азоту, кисню, фосфору та вуглецю (життєво важливих інгредієнтів) під час буріння марсіанської породи. Марсохід також виявив сульфати та сульфіди, які могли використовуватися як їжа для мікробів на Марсі мільярди років тому.

Вчені вважають, що примітивні форми мікробів, можливо, знайшли достатньо енергії, щоб харчується марсіанським камінням. Мінерали також вказували на хімічний склад води до того, як вона випарувалася з Марса. За словами Хейса, пити людям безпечно.

4. Марсіанська «цвітна капуста» сфотографована

марсоходом Spirit

У 2018 році Curiosity також виявив додаткові докази наявність метану у марсіанській атмосфері. Це підтвердило більш ранні спостереження слідових кількостей метану як орбітальними апаратами, і марсоходами. На Землі метан вважається біосигнатурою та ознакою життя. Газоподібний метан зберігається недовго після одержання.розпадаючи інші молекули. Результати досліджень показують, що кількість метану на Марсі збільшується та зменшується залежно від сезону. Це змусило вчених ще більше повірити, що метан виробляється живими організмами на Марсі. Інші вважають, що метан може вироблятися на Марсі за допомогою поки що невідомої неорганічної хімії.

У травні цього року НАСА оголосило, ґрунтуючись на аналізі даних Sample Analysis at Mars (SAM), переносна хімічна лабораторія на борту Curiosityщо органічні солі, ймовірно, присутні на Марсі, що може дати додаткові підказки до цього Червона планета колись було життя.

Згідно з публікацією на цю тему в Журналі геофізичних досліджень: планети, органічні солі, такі як оксалати та ацетати заліза, кальцію та магнію, можуть бути поширені в поверхневих відкладеннях Марса. Ці солі є хімічним залишком органічних сполук. Планується марсохід Європейського космічного агентства ExoMars, який оснащений можливістю буріння на глибину близько двох метрів, буде оснащений так званим інструмент Годдардаякий проаналізує хімічний склад глибших шарів марсіанського грунту і, можливо, дізнається більше про ці органічні речовини.

Новий марсохід оснащений обладнанням для пошуку слідів життя

З 70-х років, а також з часом і місій, все більше і більше доказів показували, що На Марсі могло бути життя у його ранній історіїколи планета була вологим, теплим світом. Однак досі жодне з відкриттів не надало переконливих доказів існування марсіанського життя ні в минулому, ні в теперішньому.

Вчені хочуть, що розпочалася у лютому 2021 року, знайти ці гіпотетичні ранні ознаки життя. На відміну від свого попередника, марсоход Curiosity з лабораторією MSL на борту, він пристосований для пошуку і знаходження таких слідів.

Наполегливість жалить кратер озера, близько 40 км завширшки і 500 метрів завглибшки, кратер, розташований у улоговині на північ від марсіанського екватора. Колись у кратері Джезеро було озеро, висихання якого оцінювалося від 3,5 до 3,8 мільярда років тому, що робило його ідеальним середовищем для пошуку слідів стародавніх мікроорганізмів, які могли жити у водах озера. Perseverance буде не тільки досліджувати марсіанські породи, але й збирати зразки гірських порід і зберігати їх для майбутньої місії повернення на Землю, де вони будуть досліджені в лабораторії.

5. Візуалізація роботи SuperCam на борту марсоходу Perseverance.

Полювання за біосигнатурами має справу з набором камер та інших інструментів марсохода, особливо з Mastcam-Z (розташованої на щоглі марсохода), яка може збільшувати масштаб для дослідження цікавих з наукового погляду цілей.

Наукова група місії може ввести пристрій в експлуатацію. Суперкам наполегливість напрям лазерного променя на мету (5), що створює невелику хмару летючого матеріалу, хімічний склад якого можна проаналізувати. Якщо ці дані виявляться багатообіцяючими, контрольна група може наказати досліднику. роботизована рука всюдиходапровести поглиблене дослідження. Рука оснащена, серед іншого, у PIXL (планетарний інструмент для рентгенівської літохімії), який використовує відносно сильний рентгенівський промінь для пошуку потенційних хімічних слідів життя.

Інший інструмент, званий Шерлок (сканування живих середовищ за допомогою комбінаційного розсіювання та люмінесценції для органічних та хімічних речовин), оснащений власним лазером і може виявляти концентрації органічних молекул та мінералів, що утворюються у водному середовищі. Разом, Шерлок i ПІКСЕЛЬ Очікується, що вони нададуть карти елементів, мінералів та частинок у марсіанських породах та відкладах з високою роздільною здатністю, що дозволить астробіологам оцінити їх склад та визначити найперспективніші зразки для збору.

НАСА тепер використовує інший підхід до пошуку бактерій, ніж раніше. На відміну від скачати вікінгНаполегливість не шукатиме хімічних ознак метаболізму. Натомість він буде ширяти над поверхнею Марса в пошуках відкладень. Вони можуть містити вже мертві організми, так що про обмін речовин не може бути й мови, але їхній хімічний склад може багато розповісти нам про минуле життя в цьому місці. Зразки, зібрані Perseverance їх треба зібрати та повернути на Землю для майбутньої місії. Їхній аналіз належить провести в наземних лабораторіях. Тому передбачається, що доказ існування колишніх марсіан з'явиться Землі.

Вчені сподіваються знайти на Марсі особливість поверхні, яку не можна пояснити нічим, крім існування стародавнього мікробного життя. Одна з цих уявних утворень може бути чимось на кшталт строматоліт.

На землі, строматоліт (6) кам'яні насипи, утворені мікроорганізмами вздовж стародавніх берегових ліній та в інших середовищах, де було багато енергії для метаболізму та води.

Більшість води не пішла в космос

Ми ще не підтвердили існування життя в глибокому минулому Марса, але досі запитуємо себе, що могло спричинити його зникнення (якщо життя дійсно зникло, а не пішло глибоко під поверхню, наприклад). Основою життя, принаймні, у тому вигляді, в якому ми її знаємо, є вода. По оцінкам ранній Марс в ньому могло бути стільки рідкої води, що вона покрила всю його поверхню шаром товщиною від 100 до 1500 м. Проте сьогодні Марс більше схожий на суху пустелю.і вчені досі намагаються з'ясувати, чим викликані ці зміни.

Вчені намагаються, наприклад, пояснити як Марс втратив водуякий був на його поверхні мільярди років тому. Більшість часу вважалося, що значна частина древньої води Марса пішла через його атмосферу в космос. Приблизно водночас Марс ось-ось мав втратити своє планетарне магнітне поле, захистивши свою атмосферу від струменя частинок, що походять від Сонця. Після того, як магнітне поле було втрачено через дію Сонця, марсіанська атмосфера почала зникатиі вода зникла разом із ним. Згідно з новим дослідженням НАСА, більшість втраченої води могла бути захоплена гірськими породами в корі планети.

Вчені проаналізували набір даних, зібраних у ході вивчення Марса за багато років, і на їх основі, однак, дійшли висновку, що вихід води з атмосфери у космос він відповідає лише за часткове зникнення води з марсіанської середовища. Їхні розрахунки показують, що більша частина води, якої нині не вистачає, пов'язана з мінералами в корі планети. Результати цих аналізів були представлені Еві Шеллер з Каліфорнійського технологічного інституту та її команди на 52-й конференції з планетології та науки про Місяць (LPSC). Статтю, що узагальнює результати цієї роботи, було опубліковано у журналі «Наука».

У дослідженнях особливу увагу приділяли статевому акту. зміст дейтерію (важчий ізотоп водню) у водень. Deuter зустрічається у природі у воді у кількості близько 0,02 відсотка. проти присутності "нормального" водню. Звичайний водень через меншу атомну масу легше виходить із атмосфери в космос. Підвищене ставлення дейтерію до водню побічно каже нам, якою була швидкість виходу води з Марса до космосу.

Вчені дійшли висновку, що співвідношення спостереження дейтерію і водню і геологічні свідоцтва достатку води в марсіанському минулому вказують на те, що втрата води планетою не могла статися виключно в результаті виходу з атмосфери в марсіанському минулому. космічний простір. Тому було запропоновано механізм, який пов'язує викид в атмосферу із захопленням деякої кількості води у гірських породах. Впливаючи на гірські породи, вода дозволяє формуватися глині ​​та іншим гідратованим мінералам. Той самий процес відбувається і на Землі.

Однак на нашій планеті діяльність тектонічних плит призводить до того, що старі фрагменти земної кори з гідратованими мінералами розплавляються в мантії, а вода, що утворилася, викидається назад в атмосферу в результаті вулканічних процесів. На Марсі без тектонічних плит утримання води у земній корі — незворотний процес

Внутрішній марсіанський озерний край

Ми почали з підземного життя і повернемось до неї наприкінці. Вчені вважають, що його ідеальне середовище проживання в марсіанські умови водосховища могли бути приховані глибоко під шарами ґрунту та льоду. Два роки тому планетологи повідомили про відкриття великого озера солона вода під льодом на Південному полюсі Марсаякий зустріли з ентузіазмом, з одного боку, але й з деяким скептицизмом.

Однак у 2020 році дослідники ще раз підтвердили існування цього озера та вони знайшли ще три. Відкриття, про які повідомляється в журналі Nature Astronomy, було зроблено на основі даних радару космічного корабля Mars Express. "Ми ідентифікували той же резервуар з водою, який був виявлений раніше, але ми також виявили три інші резервуари з водою навколо основного резервуару", - сказала планетолог Олена Петтінеллі з Римського університету, яка є одним із співавторів дослідження. "Це складна система". Озера розкинулися на площі близько 75 тисяч квадратних кілометрів. Це площа приблизно одну п'яту площі Німеччини. Найбільше центральне озеро має діаметр 30 кілометрів і оточене трьома меншими озерами, кожне з яких має ширину кілька кілометрів.

7. Візуалізація марсіанських підземних водойм

у підльодовикових озерах, наприклад, в Антарктиді. Однак кількість солі, яка є в марсіанських умовах, може бути проблемою. Вважається що підземні озера на Марсі (7) повинен мати високий вміст солі, щоб вода могла залишатися рідкою. Тепло з надр Марса може діяти глибоко під поверхнею, але одного цього, як кажуть вчені, замало, щоб розтопити лід. «З термального погляду ця вода має бути дуже солоною», — каже Петтінеллі. Озера з вмістом солі приблизно в п'ять разів більше, ніж у морській воді, можуть підтримувати життя, але коли концентрація наближається до XNUMX-кратної солоності морської води, життя не існує.

Якщо ми зможемо нарешті знайти його життя на Марсі і якщо дослідження ДНК покажуть, що марсіанські організми пов'язані із земними, це відкриття може зробити революцію в нашому погляді на походження життя в цілому, зрушивши нашу точку зору з суто земної на земну. Якби дослідження показали, що марсіанські інопланетяни не мають жодного відношення до нашого життя та еволюціонували абсолютно незалежно, це також означало б революцію. Це передбачає, що життя в космосі поширене, оскільки воно виникло незалежно на першій планеті поряд із Землею.