Согласно данным марсохода NASA Perseverance, древние породы в кратере Джезеро образовались в присутствии воды. Этим осадочным породам более 3,5 миллиардов лет, и они могут предшествовать появлению жизни на Земле. Когда и если эти образцы будут возвращены на Землю, ученые надеются определить, содержат ли они доказательства древней марсианской жизни.
В 2022 году марсоход Perseverance проделал путь вдоль западного склона кратера Джезеро и взял образцы пород из так называемого «конуса выноса». Ученые выдвинули гипотезу, что некоторые породы в этом регионе образовались на древнем озерном дне, когда кратер был заполнен водой. Perseverance проанализировал химический состав пород и сделал снимки их окрестностей. Члены научной группы Perseverance изучили эти данные и опубликовали свои результаты.
«Эти породы подтверждают наличие, по крайней мере временно, пригодной для жизни среды на Марсе».
Профессор Таня Босак, Массачусетский технологический институт
Их работа называется «Астробиологический потенциал пород, полученных марсоходом Perseverance на фронте осадочного конуса выноса в кратере Джезеро на Марсе». Она опубликована в журнале AGU Advances, а ведущим автором является Таня Босак, профессор геобиологии на кафедре наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института (EAPS).
«Эти породы подтверждают наличие, по крайней мере временно, пригодной для жизни среды на Марсе», — сказал ведущий автор Босак. «Мы обнаружили, что действительно была большая водная активность. Как долго, мы не знаем, но определенно достаточно долго, чтобы создать эти большие осадочные отложения».
Perseverance собрал семь образцов с фронта конуса выноса. Каждый из образцов представляет собой осадочную породу, и некоторые из них могут предшествовать жизни на Земле. «Образцы включают сульфат- и глиносодержащий аргиллит и песчаник, речной песчаник из стратиграфически низкого положения на фронте конуса выноса и карбонатсодержащий песчаник, отложившийся над сульфатсодержащими слоями», — объясняют авторы.
Сульфаты и глины обычно образуются в присутствии воды, как и карбонаты. В зависимости от типов сульфатов, это дает подсказки о химии, температуре и кислотности древней воды. Карбонаты похожи и также могут раскрыть некоторые вещи об атмосфере Марса, когда они образовались, например, сколько углекислого газа она содержала.
«Гидратированный сульфатсодержащий аргиллит имеет самый высокий потенциал для сохранения органического вещества и биосигнатур, тогда как карбонатсодержащие песчаники можно использовать для определения того, когда и как долго в кратере Джезеро находилась жидкая вода», — объясняют авторы.
Пока образцы помещались в герметичные пробирки для последующего возвращения на Землю, Perseverance также шлифовал породу рядом с каждым местом взятия образца, что позволяло марсоходу анализировать минеральный состав пород.
Марсоходы обнаружили и другие породы, отложенные водой, но ни одна из них не была такой старой. Эти древние марсианские породы являются старейшими осадочными породами, когда-либо изученными, и они, вероятно, образовались, когда кратер Джезеро был обитаемым озером. Поскольку это осадочные породы, они могли содержать древнюю органику. Но это определение придется подождать, пока они благополучно не доберутся до лабораторий на Земле.
«Это самые древние породы, которые могли быть отложены водой, к которым мы когда-либо прикасались руками или марсоходами», — сказал соавтор Бенджамин Вайс, профессор Роберта Р. Шрока по наукам о Земле и планетах в Массачусетском технологическом институте. «Это волнительно, потому что это означает, что это самые многообещающие породы, которые могли сохранить окаменелости и следы жизни».
Большинство осадочных пород состоит из двух компонентов: зерна, которые являются строительными блоками для осадочных пород, и цемента, который представляет собой минеральные отложения, которые появляются позже и связывают зерна вместе. Со временем давление заставляет цемент проникать в поры породы, заполняя их и создавая твердую породу в процессе, называемом литификацией. Исследователи полагают, что и зерна, и цемент в осадочных породах фронта конуса выноса, вероятно, образовались в водной среде. Во время литификации органическое вещество древней жизни могло быть захвачено породой.
Конусный фронт — это идеальное место для поиска свидетельств древней жизни. «Мы нашли много минералов, таких как карбонаты, которые образуют рифы на Земле», — говорит Босак. «И это действительно идеальный материал, который может сохранять окаменелости микробной жизни».
Хотя сульфаты образуются в присутствии воды, вода, как правило, очень соленая, что не обязательно хорошо для жизни. Но это может сработать наилучшим образом из-за консервирующего эффекта соли. Если бы рассол был ограничен дном озера, жизнь могла бы сохраниться в верхних частях древнего озера. Когда формы жизни умирали, они могли бы опуститься на дно. В этом случае рассол мог бы сохранить признаки древней жизни.
«Как бы соленым он ни был, если там присутствовала какая-то органика, это как мариновать что-то в соли», — говорит Босак. «Если в соленый слой попала жизнь, она бы очень хорошо сохранилась».
Достаточно хорошо известно, что Марс когда-то был теплым и влажным. Следующий вопрос: существовала ли там когда-либо жизнь? Чтобы ответить на него, нам нужно найти органические вещества. Но даже это может быть сложно, поскольку некоторые органические вещества могут быть получены геологически без жизни. Марсоход Curiosity нашел органический углерод в кратере Гейла, но ученые показали, что за это отвечает УФ-фракционирование.
Ранее Perseverance также обнаружил доказательства органического вещества на дне кратера Джезеро. Последующий анализ показал, что это может быть вещество, не имеющее никакого отношения к жизни. Это осторожное напоминание об ограничениях марсоходов. Хотя они мощные, и это удивительный подвиг — заставить их бродить по другой планете, изучая камни, они не могут заниматься той же наукой, которая возможна в лабораториях здесь, на Земле.
Вот почему возвращение образцов Марса так важно. Только вернув наконец на Землю части Марса, мы сможем полностью понять доказательства, которые собирает Perseverance.
«На Земле, как только у нас появятся микроскопы с разрешением в нанометровом диапазоне и различные типы инструментов, которые мы не сможем установить на одном марсоходе, мы действительно сможем попытаться искать жизнь», — говорит Босак.
