Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Пока мы занимаемся повседневной жизнью на Земле, робот с ядерным двигателем размером с небольшой автомобиль колесит по Марсу в поисках окаменелостей. В отличие от своего предшественника Curiosity, марсоход НАСА Perseverance явно предназначен для «поиска потенциальных доказательств прошлой жизни», согласно официальным целям миссии.
Кратер Джезеро был выбран в качестве места посадки во многом потому, что он содержит остатки древних ил и других отложений, отложившихся там, где река впадала в озеро более 3 миллиардов лет назад. Мы не знаем, была ли жизнь в этом озере, но если бы она была, Персеверанс мог бы найти ее доказательства.
Мы можем представить, как Персеверанс наткнулся на большие, хорошо сохранившиеся окаменелости микробных колоний, возможно, напоминающие капустообразные «строматолиты», которые бактерии, работающие на солнечной энергии, создавали вдоль древних береговых линий Земли. Подобные окаменелости будут достаточно большими, чтобы их можно было ясно увидеть с помощью камер марсохода, а также могут содержать химические доказательства древней жизни, которые смогут обнаружить спектроскопические инструменты марсохода.
Но даже в таких чрезвычайно оптимистичных сценариях мы не будем полностью уверены, что нашли окаменелости, пока не увидим их под микроскопом в лабораториях на Земле. Это потому, что геологические объекты, возникшие в результате небиологических процессов, могут напоминать окаменелости. Их называют псевдофоссилиями. Вот почему Perseverance не просто ищет окаменелости на месте: они собирают образцы. Если все пойдет хорошо, около 30 образцов будут возвращены на Землю в ходе последующей миссии, которая планируется в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА).
Ранее в этом месяце НАСА объявило, что к растущей коллекции марсохода присоединился особенно интригующий образец, 24-й по счету для Perseverance и неофициально названный «Комета-гейзер». Этот камень происходит из обнажения под названием Пик Бунзена, части скалистого отложения под названием Margin Unit, расположенного недалеко от края кратера.
Эта горная порода могла образоваться вдоль береговой линии древнего озера. Приборы марсохода показали, что в образце с пика Бунзена преобладают карбонатные минералы (основной компонент таких горных пород, как известняк, мел и травертин на Земле).
Маленькие зерна карбоната склеены чистым кремнеземом (похожим на опал или кварц). В пресс-релизе НАСА цитируется Кен Фарли, научный сотрудник проекта Perseverance, который сказал: «Это тот тип камня, который мы надеялись найти, когда решили исследовать кратер Джезеро».
Но что такого особенного в карбонатах? И что делает образец Пика Бунзена особенно интересным с точки зрения астробиологии, исследования жизни во Вселенной? Ну, во-первых, эта скала могла образоваться в условиях, которые мы считаем пригодными для жизни: она способна поддерживать метаболизм жизни, какой мы ее знаем.
«Настойчивость» пробурила пик Бунзена, обнажив белый цвет внутри скалы. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/АСУ/МССС.
Одним из компонентов обитаемости является наличие воды. Карбонатные и кремнеземные минералы могут образовываться путем прямого осаждения из жидкой воды. Образец 24 мог выпасть из воды озера при температурах и химических условиях, совместимых с жизнью, хотя могут существовать и другие возможности, которые необходимо проверить. На самом деле, карбонатные минералы удивительно редки на Марсе, где всегда было много CO₂.
Во влажной среде раннего Марса этот CO₂ должен был раствориться в воде и вступить в реакцию с образованием карбонатных минералов. Анализ пика Бунзена и образца 24, когда он будет отправлен на Землю, может в конечном итоге помочь нам разгадать эту загадку. На одной стороне обнажения есть несколько интересных грубых и полосатых текстур, которые могли бы прояснить его происхождение, но их трудно интерпретировать без дополнительных данных.
Во-вторых, мы знаем из примеров на Земле, что древние осадочные карбонаты могут давать замечательные окаменелости. К таким окаменелостям относятся строматолиты, состоящие из кристаллов карбоната, осажденных непосредственно бактериями. Компания Perseverance не видела убедительных примеров этого.
В Margin Unit есть несколько концентрических круговых узоров, но они почти наверняка являются результатом выветривания. Однако даже там, где строматолиты отсутствуют, некоторые древние карбонаты на Земле содержат ископаемые колонии микробных клеток, которые образуют призрачные скульптуры, в которых первоначальные клеточные структуры были заменены минералами.
Небольшой размер зерен образца «Комета Гейзер» указывает на более высокий потенциал сохранения деликатных окаменелостей. В некоторых условиях мелкозернистые карбонаты могут даже удерживать органику — видоизмененные остатки жиров, пигментов и других соединений, из которых состоит живое. Кремнеземный цемент делает такое сохранение более вероятным: кремнезем обычно более твердый, более инертный и менее проницаемый, чем карбонат, и может защитить ископаемые микробы и органические молекулы внутри горных пород от химических и физических изменений на протяжении миллиардов лет.
Когда мы с коллегами в рамках подготовки к этой миссии написали научную статью под названием «Полевое руководство по поиску окаменелостей на Марсе», мы по этим причинам настоятельно рекомендовали брать образцы мелкозернистых, сцементированных кремнеземом пород. Конечно, чтобы взломать этот образец и изучить его секреты, нам нужно вернуть его на Землю.
Независимый обзор недавно раскритиковал планы НАСА по возвращению образцов с Марса как слишком рискованные, слишком медленные и слишком дорогие. В настоящее время проводится оценка модифицированной архитектуры миссий для решения этих задач. Тем временем сотни блестящих ученых и инженеров из Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии потеряли работу из-за того, что Конгресс США фактически сократил финансирование возвращения образцов с Марса, не сумев обеспечить необходимый уровень поддержки.
Возврат образцов с Марса остается высшим приоритетом НАСА в области планетарной науки и пользуется решительной поддержкой планетарного научного сообщества во всем мире. Образцы из Perseverance могут революционизировать наш взгляд на жизнь во Вселенной. Даже если они не содержат окаменелостей или биомолекул, они будут способствовать десятилетиям исследований и дадут будущим поколениям совершенно новый взгляд на Марс. Будем надеяться, что НАСА и правительство США смогут оправдать имя своего марсохода и проявят упорство.
Информация от: Разговором
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
