Эксперимент поднялся до края космоса, а затем рухнул обратно на Землю, имитируя атмосферу Марса. Фото: Thales Alenia Space.
Школьный научный эксперимент отвечает на вопросы, которые находятся за пределами этого мира. Хотя существовали опасения, что любые свидетельства наличия органического вещества на Марсе могут быть скрыты геологией планеты, новые исследования показывают, что это может быть не так.
Группа подающих надежды молодых исследователей помогла продемонстрировать, как можно найти доказательства жизни на Марсе.
Учащиеся средней школы монастыря Святого Бернарда в Уэстклифф-он-Си, Эссекс, помогали ученым из Музея естественной истории и Университетского колледжа Лондона в эксперименте, чтобы увидеть, какие доказательства могла оставить любая потенциальная древняя жизнь на Красной планете.
Ученицы школы для девочек, в число выпускников которой входит дама Хелен Миррен, подготовили образцы микробного коврика, которые были доставлены на край космоса на воздушном шаре, чтобы имитировать условия на Марсе. Это позволило исследователям изучить любые изменения, которые холодная и сухая атмосфера вызывала в признаках жизни.
Коннор Баллард, доктор философии. Студент, который руководил исследованием, говорит: «Мы хотели привлечь студентов к как можно большему количеству аспектов этого исследования, и они были действительно вовлечены на протяжении всего исследования».
«Мы знаем, что наука страдает от недостатка разнообразия, поэтому было очень приятно работать с этими молодыми женщинами. Я знаю, что многие из них хотят продолжить научную карьеру, поэтому мы очень надеемся, что это поможет им в их будущем. «
Доктор Луиза Престон, научный сотрудник Музея естественной истории и соавтор, добавляет: «Это действительно здорово, что эти молодые женщины уже выпустили газету со своим именем, чтобы прославить свою работу».
«Вовлечь детей в науку очень важно, и поэтому мы надеемся, что это вдохновит и других учеников».
Результаты исследования были опубликованы в журнале Research Notes AAS.
Маркеры на Марсе
С 1990-х годов шесть марсоходов успешно приземлились на поверхности Марса, чтобы узнать больше о нашей соседней планете. Многие из этих миссий пытались ответить на один большой вопрос: существовала ли когда-нибудь жизнь на Марсе?
Это не так диковинно, как может показаться. Хотя человек не выжил бы на поверхности Марса, на Земле обитает множество микробов, которым сухая атмосфера, богатая углекислым газом, может оказаться очень гостеприимной.
Есть надежда, что марсианская жизнь, если она когда-либо существовала, оставила после себя некоторые следы в виде физических или химических маркеров, известных как биосигнатуры. Но идентифицировать эти признаки может оказаться непросто. Высокие уровни радиации, экстремальные температуры и погода на Марсе могли повредить или скрыть маркеры, что затруднит их обнаружение.
Чтобы объяснить это, исследователи хотели знать, какие контрольные признаки остаются после разрушения биосигнатур. Команду особенно интересовало влияние гипса на эти признаки.
На Земле этот минерал встречается в высохших озерах, и было высказано предположение, что на Марсе минерал мог сохранить органические молекулы любой жизни, которая могла бы существовать в любой жидкой воде. Но с этим есть проблемы.
«Хотя гипс может хорошо сохранять органику, он также может затруднить ее поиск», — объясняет Коннор. «При работе в инфракрасном диапазоне проблема заключается в том, что многие основные характеристики гипса обладают свойствами поглощения, которые затемняют органические пики в спектре. Это своего рода уловка-22».
В сотрудничестве со студентами команда решила смоделировать, как могут выглядеть признаки древней жизни на Красной планете, используя коллекции Музея естественной истории.
Лети высоко
Чтобы смоделировать любые потенциальные марсианские биосигнатуры, команда столкнулась с двумя задачами: найти аналог марсианской жизни и смоделировать условия на планете.
Если жизнь существовала на Марсе, считается, что она могла существовать в форме микробных матов. Это коллекции бактерий и других микробов, которые создали одни из древнейших свидетельств существования жизни на Земле, поэтому небезосновательно предположить, что жизнь на Марсе могла пойти по тому же пути.
В рамках своих исследований Луиза работала с образцами микробных матов из коллекции Музея естественной истории.
«Я работала с микробными матами, собранными во время экспедиции «Дискавери», возглавляемой полярным исследователем Робертом Фальконом Скоттом в начале 1900-х годов», — говорит она. «Эти коврики хорошо сохранились и, несмотря на свой возраст, все еще имеют сильные биосигнатуры».
«Это сделало их хорошим вариантом для использования здесь, и я думаю, Роберт Фалькон Скотт был бы рад, что более века спустя образец из его экспедиции все еще будет открывать новые горизонты».
Теперь, когда они нашли своего прокси, команде нужно было смоделировать условия Марса. Чтобы решить эту проблему, Луиза и команда обратились к компании Thales Alenia Space, которая с 2014 года запускает метеозонды, доставляющие школьные научные эксперименты на край космоса.
Предполагалось, что, доставив образцы на край космоса, они окажутся в условиях, аналогичных тем, что встречаются на Красной планете.
Готовя воздушный шар к запуску, школьники смогли смешать мельчайшие образцы микробного мата с гипсом в разных пропорциях, а затем запечатать образцы в пластиковые контейнеры. Половина из них осталась на Земле в качестве контрольной, а остальные были подняты на высоту около 30 километров над Землей, прежде чем благополучно спуститься на землю с парашютом.
Возвращенные образцы затем сканировались с помощью инфракрасной спектроскопии — метода, позволяющего определить состав образца по тому, как он поглощает инфракрасное излучение. Сканирование контрольных образцов показало, что более высокие уровни гипса в смеси скрывают биосигнатуры в микробном мате.
Однако для образцов, долетевших до края космоса, картина была иной. Воздействие большой высоты привело к высыханию гипса, а это означает, что некоторые аспекты мата были выделены в результате анализа.
Это говорит о том, что марсоходы на Марсе, оснащенные инфракрасными спектрометрами, такие как «Настойчивость» и «Кьюриосити» НАСА, смогут обнаруживать биосигнатуры, даже если они сохранены в гипсе.
Коннор надеется, что будущие испытания смогут пролить свет на то, как другие минералы влияют на обнаружение биосигнатур, предоставив исследователям наилучшую возможную возможность найти любые признаки органического материала на Марсе.
Информация от: Музеем естественной истории.
