Крупный план водопада Чеява на Марсе. Кредит: NASA/JPL-Caltech
NASA объявило о первом обнаружении возможных биосигнатур в камне на поверхности Марса. Камень содержит первую марсианскую органическую материю, обнаруженную марсоходом Perseverance, а также любопытные обесцвеченные пятна, которые могут указывать на прошлую активность микроорганизмов.
Кен Фарли, научный сотрудник миссии, назвал это «самой загадочной, сложной и потенциально важной породой, когда-либо исследованной Perseverance».
Perseverance является частью миссии Mars 2020, первой миссии после Viking, которая явно предназначена для поиска жизни на Марсе (официально — для «поиска потенциальных доказательств прошлой жизни с использованием наблюдений относительно обитаемости и сохранности в качестве руководства»). Можно утверждать, что эта цель теперь достигнута: потенциальные доказательства прошлой жизни найдены. Но для проверки этой интерпретации данных требуется гораздо больше работы. Вот что мы знаем.
С момента посадки в кратере Джезеро несколько лет назад Perseverance пересек ряд скал, образовавшихся почти за четыре миллиарда лет до настоящего времени. Марс в то время был гораздо более пригодным для жизни, чем холодная, сухая, токсичная красная планета сегодня.
Там были тысячи рек и озер, плотная атмосфера, комфортные температуры и химические условия для жизни. Многие из пород в Езеро осадочные: грязь, ил и песок, сброшенные рекой, впадающей в озеро.
Новое открытие касается одной из таких пород. Неофициально названная «Водопад Чеява» (водопад в Аризоне), это небольшой красноватый блок чего-то похожего на аргиллит, обогащенный органическими молекулами. Порода также пронизана параллельными белыми прожилками. Между прожилками находятся миллиметровые белесые пятна с темными краями. Для астробиолога все эти особенности интригуют. Давайте рассмотрим их по одной.
Пятна восстановления могут быть вызваны микробной активностью на Земле, но есть и другие объяснения. Кредит: NASA/JPL-Caltech
Во-первых, «органические молекулы» состоят из углерода и водорода (обычно с серой, кислородом или азотом). Примерами служат белки, жиры, сахара и нуклеиновые кислоты, из которых состоит вся известная нам жизнь.
Органическое вещество распространено в горных породах на Земле, большая его часть произошла из останков древних организмов. Но термин «органический» немного вводит в заблуждение: такие молекулы могут также образовываться в результате небиологических реакций (на самом деле, мы знаем, что это происходило четыре миллиарда лет назад на Марсе).
Простые небиологические органические молекулы распространены во Вселенной, и марсоход Curiosity НАСА уже обнаружил их в аргиллитах в кратере Гейла. Сообщается также, что в прошлом году их обнаружил Perseverance в кратере Джезеро.
Тем не менее, Кен Фарли считает новое наблюдение первым по-настоящему «убедительным обнаружением» органики, сделанным Perseverance. NASA не сообщило нам, какие типы органических молекул на самом деле присутствуют в водопадах Чеява, поэтому сложно оценить их происхождение. Они могут оказаться биологическими, но для решения этого вопроса потребуется полный анализ с использованием лабораторий на Земле.
Далее, вены. Они состоят из сульфата кальция, который выпадал в осадок, как известковый налет, когда жидкая вода текла по трещинам в недрах. Такие вены обычны для марсианских осадочных пород (Curiosity видел их много), и, конечно, они не являются «биосигнатурами», хотя обычно они представляют собой обитаемые условия.
Моя собственная работа показала, что микроорганизмы, населяющие подземные трещины, могут производить химические окаменелости, которые попадают в кальциево-сульфатные жилы. Однако, как ни странно, жилы в водопадах Чеява также содержат оливин, магматический минерал. Это может означать, что вода была закачана при слишком высоких для жизни температурах. Нам нужно больше данных, чтобы узнать так или иначе.
Водопады Чеява названы в честь места в Аризоне. Кредит: NASA/JPL-Caltech
Наконец, что насчет этих белесых, обесцвеченных пятен? Они похожи на «пятна восстановления», также называемые «пятнами леопарда», которые обычно можно увидеть в красных осадочных породах на Земле. Такие породы ржаво-красные, потому что содержат окисленную форму железа. Когда химические реакции изменяют железо до менее окисленного состояния, оно становится растворимым. Вода уносит пигмент, оставляя обесцвеченное пятно.
На Земле эти реакции часто запускаются бактериями, живущими под поверхностью. Они используют окисленное железо в качестве источника энергии, так же как мы с вами используем кислород в воздухе. На Марсе бактериоподобные организмы могли бы использовать органическое вещество в породе для завершения реакции (так же как мы используем глюкозу из пищи, которую едим).
Пятна восстановления ранее не наблюдались на Марсе, хотя обесцвеченные линейные «гало», обнаруженные Curiosity в кратере Гейла, несколько похожи. Как один из немногих астробиологов, изучавших пятна восстановления на Земле и обнаруживших в них доказательства биологических процессов, я лично в восторге. Но, как всегда, необходимо проявлять осторожность.
Необходимо исследовать и исключить потенциальные небиологические причины. Реакции растворения железа могут происходить и происходят в осадочных породах без жизни. Темные края пятен водопада Чеява обогащены как железом, так и фосфатом, что ранее предполагалось в связи с некоторыми жилами сульфата кальция на Марсе. Это наблюдение согласуется с жизнью, но также и с химическими реакциями, вызываемыми кислотными жидкостями.
Новые результаты, тем не менее, придадут смелости тем, кто призывает NASA и Европейское космическое агентство продолжить многомиллиардную программу по извлечению образцов, которую Perseverance должен был начать. Марсоход уже выкопал кусок породы из водопада Чеява. Если текущие планы будут реализованы — большое «если», — то будущие космические аппараты соберут этот кусок (и другие) и доставят его на Землю.
Затем его проанализируют в современных лабораториях, которые гораздо более совершенны, чем приборы на борту Perseverance. Пока этого не произойдет, мы не можем быть уверены, действительно ли Perseverance нашел окаменелости древней жизни на Марсе. Доказательства пока не являются окончательными, но они, безусловно, интригуют.
Информация от: The Conversation
