Два знаковых открытия раскрывают органический углерод на красной планете, формируя будущую охоту на жизнь на Марсе.
ИЗО ДНЯ В ДЕНЬ легко упустить из виду удивительный факт: с 2012 года человечество водит научный автомобиль с ядерной установкой размером с внедорожник на другой планете.
Это чудо инженерной мысли, марсоход НАСА «Любопытство» , произвело революцию в нашем понимании красной планеты. И благодаря бесстрашному марсоходу мы теперь знаем, что у древнего Марса были соединения на основе углерода, называемые органическими молекулами - ключевым сырьем для жизни, каким мы его знаем.
Новое исследование, опубликованное в журнале Science в четверг, представляет первое убедительное доказательство наличия крупных органических молекул на поверхности Марса, которое началось с высадки викингов НАСА в 1970-х годах. Более ранние испытания, возможно, намекали на органику, но присутствие хлора в марсианской грязи усложняло эти интерпретации .
«Когда вы работаете с чем-то таким же безумным, как марсоход на Марсе, с самым сложным инструментом, когда-либо отправленным в космос, кажется, что мы делаем то, что раньше считалось невозможным», - говорит ведущий автор Дженнифер Эйгенброд , биогеохимик из НАСА Годдард. «Я работаю с удивительной группой людей на Марсе, и мы так много открыли».
Последние данные «Любопытства» показывают, что водное озеро, которое когда-то заполнило кратер Марса, было 3,5 года назад. Их намеки до сих пор сохранились в сернистых породах, полученных из озерных отложений. Сера, возможно, помогла защитить органику, даже когда камни подвергались воздействию радиации и отбеливающих веществ, называемых перхлоратами.
Сами по себе новые результаты не являются свидетельством древней жизни на Марсе; неживые процессы могли дать одинаковые молекулы. Как минимум, исследование показывает, как следы ушедших марсиан могли выжить в течение многих веков - если они вообще существовали - и намекало на то, где их могли бы искать будущие роверы.
«Это важный вывод», - говорит Сэмюэль Кунавс , химик из Университета Тафтса и бывший ведущий научный сотрудник НАСА « Феникс Марс» . «Есть места, особенно подземные, где органические молекулы хорошо сохранились».
Сезоны метана
В дополнение к древнему углероду, Curiosity уловил запахи органики, которые существуют на Марсе сегодня. С момента приземления марсоход периодически обнюхивал атмосферу Марса, и в конце 2014 года исследователи, использовавшие эти данные, показали, что метан - самая простая органическая молекула - присутствует в атмосфере Марса .
Присутствие метана на Марсе вызывает недоумение, потому что он выживает только несколько сотен лет за раз, что означает, что что-то на красной планете продолжает пополнять его. «Это газ в атмосфере Марса, которого на самом деле не должно быть», - говорит ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА Крис Вебстер .
Кроме того, наблюдаемое поведение метана на Марсе является странным. В 2009 году исследователи сообщили, что необъяснимые марсианские перья случайно выбрасывают тысячи тонн метана одновременно.
Последнее исследование Вебстера, также опубликованное сегодня в журнале Science , показывает, что Марс сезонно «дышит». Каждое марсианское лето концентрация метана в атмосфере возрастает примерно до 0,6 частей на миллиард. Зимой этот показатель уменьшается в три-0,2 раза на миллиард.
«У нас нет сезонных колебаний во многих молекулах в атмосфере Земли, поэтому иметь планету с сезонными колебаниями химии - это очень потусторонний мир», - говорит Эйгенброд. «Это поразительное наблюдение».
Вебстер и его коллеги подозревают, что метан поступает из глубоких подземных источников, и колебания температуры на поверхности Марса замедляют его поток вверх. Зимой газ может попасть в ловушку под землей в виде ледяных кристаллов, называемых клатратами, которые могут таять летом и освобождать газ.
Но что делает метан? Никто не знает.
«Мы действительно не можем сказать, является ли этот метан, который мы видим сегодня, текущим продуктом серпентинизации (химической реакции между железоносными породами и жидкой водой) или микробной активности на некоторой глубине», - говорит Майкл Мумма , ученый из НАСА Годдарда, который обнаружил Марса шлейфы метана . «Или это что-то, что хранится с древних времен и медленно высвобождается?»
Все еще ищу жизнь
Эксперты назвали два новых исследования вехой для астробиологии.
«Это невероятно захватывающе, потому что это показывает, что Марс сегодня является активной планетой», - говорит специалист по планетам Caltech Бетани Эльманн , эксперт по Марсу, который не принимал участия в исследованиях. «Это не холодно и мертво - возможно, оно колеблется прямо на грани обитаемости».
Но Вебстер и другие подчеркивают, что сами исследования не являются доказательством жизни на Марсе: «Наблюдения, которые мы видим, не исключают возможности биологической активности, [но] это не курительное оружие для нее».
Чтобы получить более четкие ответы, исследователям потребуется доставить на Марс оборудование, достаточно чувствительное для обнаружения большого пальца жизни на химических шкалах. На Земле жизнь производит больше метана и меньше газообразного этана, чем неживые реакции. Если бы исследователи увидели эту подпись на Марсе, дело в жизни стало бы сильнее .
Будущие миссии помогут. Космический корабль ExoMars Европейского космического агентства, который должен приземлиться в 2020 году, сможет пробурить на глубине более шести футов нетронутые марсианские почвы и исследовать образцы с помощью своего бортового набора инструментов. А намеченный для НАСА марсоход «Марс-2020» предназначен для упаковки образцов почвы для будущих миссий, чтобы забрать их и вернуться на Землю.
Даже сейчас миссия ExoMars делает успехи. Trace Gas Orbiter миссии прибыл на Марс в конце 2016 года, и в настоящее время он собирает данные, которые позволят ученым составить карту метана Марса и, возможно, даже определить его источники.
«Мы всего несколько недель назад начали наши измерения в наиболее чувствительном режиме, и команды усердно работают над извлечением данных о метане», - говорит Хокан Сведхем, исследователь проекта Trace Gas Orbiter, в электронном письме. «Мы верим, что сможем представить результаты по этому вопросу через несколько недель».