От редакции: Появляется все больше доказательств присутствия органической жизни на планете Марс. Об этом свидетельствуют свежие научные данные.
Древние органические молекулы в марсианском метеорите
В марсианском метеорите Allan Hills 84001, найденном в 1984 году в Антарктиде, японские планетологи сумели обнаружить древние азотсодержащие органические молекулы. Это означает, что на раннем Марсе существовала органика, занесенная метеоритами или же сформировавшаяся непосредственно на планете. Статья опубликована в Nature Communications.
Вопрос о существовании на Марсе жизни подробно изучается в течение уже многих десятилетий. Наличие в марсианских породах органических веществ подтвердили как исследования автоматическими станциями на поверхности планеты, так и анализ метеоритов марсианского происхождения, обнаруженных на Земле. Хлорметан на Марсе был обнаружен еще миссиями аппаратов «Викинг», а марсоход NASA «Кьюриосити» нашел сернистые и хлорсодержащие гидрокарбонаты в осадочных породах из кратера Гейла возрастом 3,5 миллиарда лет. А в метеорите Allan Hills 84001 — образце изверженной породы Нойского периода — ученые обнаружили органические соединения. Тем не менее, о происхождении, распределении, сохранении и эволюции этих органических веществ, как и об их возможном отношении к биологической активности на Марсе, пока известно немного.
До сих пор в марсианских метеоритах не пытались найти азотистых соединений. Их поиск не проводился из-за технических сложностей: считалось, что невозможно достичь необходимой чистоты эксперимента, так как метеориты неизбежно загрязнены органикой земного происхождения. Эта проблема характерна даже для Allan Hills 84001, который до своего обнаружения долгие годы провел в антарктических льдах.
Фрагменты марсианского метеорита Allan Hills и зерна минералов, в которых обнаружена азотсодержащая органика
Мизухо Койке из Института космоса и астронавтики JAXA и ее коллеги разработали новый метод анализа, который позволил найти в метеорите азотсодержащие соединения.
Allan Hills 84001 содержит оранжевые мелкозернистые образования карбонатных минералов, выпавших в осадок из околоповерхностных марсианских вод примерно 3,9–4,04 миллиарда лет назад. Используя серебряную двухстороннюю липкую ленту, ученые извлекли несколько зерен таких минералов размером около 50 микрометров и облучили полученные образцы рентгеновскими лучами, проведя анализ методом XANES — спектроскопии околопороговой структуры спектра рентгеновского поглощения, которая помогает определять вещества, измеряя энергию, с которой они поглощают излучение. Чтобы исключить загрязнение образцов земными веществами, все эксперименты проводились в чистой лаборатории. В итоге в карбонатных зернах действительно был обнаружен азот, входящий в состав органических молекул. Авторы статьи полагают, что эти вещества, скорее всего, сформировались на Марсе, либо были занесены на поверхность планеты метеоритами.
Однако вне зависимости от их происхождения, само присутствие азотсодержащей органики на Марсе Нойского периода говорит о важности изучения азотного цикла на этой планете. Если органическая материя в значительном количестве и разнообразии сформировалась или была занесена на Марс и сохранилась в его приповерхностных слоях на протяжении геологических эпох, эта материя имела шанс развиться в более сложные формы. Приблизиться к пониманию этого процесса помогут дальнейшие тщательные исследования марсианских метеоритов, а также миссии, предусматривающие забор образцов грунта на Марсе и его спутниках.
К слову, ученые из Университета Брауна ранее пришли к выводу, что на древнем Марсе было достаточно водорода для поддержания подземной жизни в течение сотен миллионов лет.
Ученые нашли на Марсе органические тиофены
Астробиологи Университета штата Вашингтона в США предположили, что присутствие на Марсе органических соединений, называемых тиофенами и недавно обнаруженных на планете, может говорить о наличии жизни в прошлом.
Исследователи определили несколько возможных биологических путей формирования тиофенов, которые кажутся более вероятными, чем абиотические. К возможным небиологическим факторам относятся удары метеоритов, а также термохимическое восстановление сульфатов при температуре 120 градусов Цельсия. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Автопортрет марсохода
В биологическом сценарии тиофены возникли из-за деятельности микроорганизмов, живших три миллиарда лет назад, когда условия на Марсе были более теплыми и влажными. Микробы участвовали в процессе восстановления сульфатов.
Для подтверждения этого варианта ученые предлагают проанализировать изотопы серы и углерода в образцах, которые соберет новый марсоход. Живые организмы изменяют соотношения изотопов в производимых ими соединениях, что может служить маркером биологической активности в прошлом.
Молекулы тиофена имеют четыре атома углерода и атом серы, расположенных в ароматическом кольце. Они встречаются на Земле в угле, сырой нефти и грибах рода трюфели.
Жизнь на Марсе могла существовать на протяжении 700 миллионов лет
С казанному следует добавить, что в 2019 году астрономы представили новую датировку окончания поздней тяжелой бомбардировки на Марсе — периода интенсивного падения астероидов на тела внутренней Солнечной системы. Согласно полученным данным, экстремальное событие завершилось 4,48 миллиарда лет назад, а к 4,2 миллиардам лет назад на поверхности планеты установились подходящие для существования жизни условия. Эта оценка увеличивает временное окно потенциальной обитаемости Марса до 700 миллионов лет, пишут авторы в журнале Nature Geoscience.
После образования крупных тел планетной системы из газопылевого диска остается множество мелких тел. Конфигурация планет в Солнечной системе, в первую очередь положение гигантов во внешней области, оказалась благоприятной для возмущающего воздействия на мелкие тела на окраинах. В результате многие объекты оказались на вытянутых орбитах и стали пересекать траектории движения внутренних планет, в том числе Земли и Марса. Этот период принято называть поздней тяжелой бомбардировкой.
Сравнение ранней геологической истории Земли и Марса
Несмотря на распространенность данной концепции эпохи катаклизмов во внутренней Солнечной системе, ее временные рамки (да и само ее существование) ставятся под вопрос. Однако согласно стандартному взгляду, обоснованному изучением древних пород Земли и Луны, поздняя тяжелая бомбардировка закончилась примерно 3,8 миллиардов лет назад.
В работе под руководством Десмонда Мозера из Университета Западного Онтарио описаны результаты изучения образцов минеральных зерен из наиболее древних известных марсианских метеоритов — осколков пород с Красной планеты, выбитых с поверхности при падении космического тела и в результате попавших на Землю. Авторам удалось выделить циркон и бадделеит, возраст которых оказался между 4,43 и 4,48 миллиардами лет.
Исследователи изучили минералы при помощи электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии для поиска характерных следов воздействия экстремальных давлений и температур, которые должны были образоваться в случае близкого падения метеорита во время формирования породы. Оказалось, что 97 процентов образцов демонстрируют отсутствие или слабые следы воздействия давления, а вызванных ударной волной плавлений не замечено ни в одном случае. Исследователи отмечают, что это резко контрастирует с данными пород сравнимого возраста Земли и Луны, которые в 80 процентов случаев содержат следы таких воздействий.
«Мы не нашли каких-либо свидетельств бомбардировки в зернах циркона и бадделеита с Марса, — говорит Мозер. — Мы знаем, что в истории Красной планеты были гигантские столкновения, но они должны были произойти ранее 4,48 миллиарда лет. Вследствие этого там могли установиться благоприятные для жизни условия на полмиллиарда лет ранее, чем считалось возможным во внутренней Солнечной системе».
Затем авторы применили климатические модели для предсказания температурного режима на поверхности Марса. Они пришли к выводу, что примерно 4,2 миллиарда лет назад на Красной планете одновременно установилась подходящая температура и наблюдалось достаточное количество воды на поверхности. Вместе с другими данными, которые говорят о значительной потере воды примерно 3,5 миллиарда лет назад, получается временное окно длительностью примерно 700 миллионов лет, в течение которого на Марсе теоретически могла существовать жизнь.
Необходимо отметить, что существование примитивной жизни не опровергнуто и на современном Марсе. Основное направление исследований в этой области связано с регистрацией в атмосфере метана — частого спутника живых организмов на Земле.
