Марсоход Perseverance собирает образцы, чтобы узнать больше об окружающей среде Марса. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Существует ли жизнь где-то еще во Вселенной? Если да, то как ученые его ищут и идентифицируют? Найти жизнь за пределами Земли чрезвычайно сложно, отчасти потому, что другие планеты находятся так далеко, а отчасти потому, что мы не знаем, что искать.
Тем не менее, астробиологи многое узнали о том, как найти жизнь во внеземной среде, главным образом, изучая, как и когда ранняя Земля стала пригодной для жизни.
В то время как исследовательские группы НАСА непосредственно прочесывают поверхность Марса в поисках признаков жизни, наша междисциплинарная исследовательская группа использует участок здесь, на Земле, для аппроксимации древних условий окружающей среды на Марсе.
На территории окаменелостей среднего миоцена Кларкия на севере Айдахо содержатся отложения, в которых сохранились некоторые из самых разнообразных молекул биологических маркеров Земли, или биомаркеров. Это остатки прошлой жизни, которые позволяют заглянуть в историю Земли.
Древнее озеро
Около 16 миллионов лет назад поток лавы в месте, которое однажды станет Кларкией, штат Айдахо, перекрыл местную дренажную систему и образовал глубокое озеро в узкой долине с крутыми склонами. Хотя с тех пор озеро высохло, выветривание, эрозия и деятельность человека обнажили отложения бывшего дна озера.
На протяжении почти пяти десятилетий исследовательские группы, подобные нашей, под руководством доктора Хун Яна и доктора Цинь Ленга, использовали ископаемые останки и биогеохимию для реконструкции прошлой среды региона миоценового озера Кларкия.
Глубина озера создала идеальные условия для защиты остатков микробов, растений и животных, упавших на дно озера. Фактически, отложения настолько хорошо сохранились, что некоторые из окаменелых листьев до сих пор сохраняют свой осенний цвет, когда они погрузились в воду миллионы лет назад.
Сегодня дна древних озер на Земле становятся важным местом для изучения обитаемой среды на других планетах.
Молекулы биологических маркеров
Отложения озера Кларкия содержат набор древних биомаркеров. Эти соединения или классы соединений могут показать, как организмы и их среда обитания функционировали в прошлом.
С момента открытия места окаменелостей Кларкии в 1972 году несколько исследовательских групп использовали различные передовые технологии для анализа различных биомаркеров.
Некоторые из них, обнаруженные в Кларкии, включают лигнин, который является структурной опорной тканью растений, липиды, такие как жиры и воски, и, возможно, ДНК и аминокислоты.
Понимание происхождения, истории и факторов окружающей среды, которые позволили этим биосигнатурам так хорошо сохраниться в Кларкии, может также позволить нашей команде предсказать потенциал сохранения органического вещества в отложениях древних озер на Марсе.
Изучение признаков жизни на Марсе
В 2021 году марсоход Mars Perseverance приземлился на поверхности озерных отложений в кратере Джезеро на Марсе. Езеро — это кратер от удара метеорита, который, как полагают, когда-то был затоплен водой и является домом для древней дельты реки. Микробная жизнь, возможно, обитала в кратерном озере Езеро, и их биомаркеры сегодня можно обнаружить в донных отложениях озера. Настойчивость бурила поверхность кратера, чтобы собрать образцы, которые могут содержать древние признаки жизни, с намерением вернуть образцы на Землю в 2033 году.
Кларкия во многом похожа на кратер Джезеро. И Кларкия, и кратер Джезеро имеют древние озерные отложения, образовавшиеся из богатых кремнеземом базальтовых пород, которые образовались в климате с более высокими температурами, высокой влажностью и атмосферой, богатой углекислым газом.
В Кларкии эти условия сохранили микробные биомаркеры в древнем озере. Подобные условия могли образовать озера на поверхности Марса.
Образцы, которые собирает Персеверанс, содержат геологическую и климатическую историю места приземления в кратере Джезеро и могут даже содержать сохранившиеся биомаркеры древней жизни.
Пока Perseverance продолжает свою миссию, наша группа устанавливает критерии биомолекулярной аутентификации. Это означает, что мы разрабатываем способы выяснить, являются ли древние биомаркеры с Земли и, будем надеяться, с Марса настоящими отголосками жизни, а не недавним загрязнением или молекулами из неживых источников.
Для этого мы изучаем биомаркеры из ископаемых листьев и отложений Кларкии и проводим лабораторные эксперименты с использованием марсианских симуляторов. Этот материал имитирует химические и физические свойства отложений озера кратера Езеро.
Расшифровывая источники, историю и сохранение биомаркеров, связанных с отложениями древнего озера Кларкии, мы надеемся разработать новые стратегии изучения образцов марсохода Perseverance, когда они вернутся на Землю.
Информация от: Разговором
