Метеорологическая станция в Шотт-эль-Джерид (alphagalileo.org)
На Земле жизнь существует практически везде. Даже самые недружелюбные места поддерживают существование хотя бы простейших микробов. Ледяные просторы Арктики с их вечной мерзлотой, выжженные пустыни Туниса – даже здесь можно найти жизнь. Некоторые из таких экстремальных для Земли мест имеют много общего с типичными районами Марса, которые постоянно наблюдают марсоходы и орбитальные аппараты. Чтобы уяснить это сходство специалисты Центра астробиологии в Мадриде предприняли ряд экспедиций в самые марсианские места нашей планеты.
«Главные наши вопросы – что такое жизнь, как мы можем ее определить и каковы требования, предъявляемые к условиям, поддерживающим жизнь, – говорит руководитель исследования Фелипе Гомез. – Чтобы понять сведения, которые предоставляет нам миссия Curiosity и другие, мы должны иметь детальное представление о похожих условиях на Земле. Разнообразие организмов на нашей планете невероятно. В наших исследованиях мы как изучали образцы на месте, так и привозили их в лабораторию. За счет этого мы сумели найти ряд химических процессов, позволяющих жизни удерживаться в самых неожиданных местах». Экспедиция посетила Шотт-эль-Джерид, соленое озера в Тунисе, пустыню Атакама в Чили, реку Рио Тинто и остров Десепсьон в Антарктике. Все эти путешествия заняли четыре года.
Гомез на острове Десепсьон (alphagalileo.org)
В каждом регионе проведения экспедиции было установлено несколько метеорологических станций. Их задача – измерение температур поверхности и воздуха, влажности, уровня ультрафиолетового излучения, направления и скорости ветра. Этот набор аналогичен тому, который собирает прибор REMS (Remote Meteorological Monitoring Station), установленный на марсоходе Curiosity и разработанный в Центре астробиологии.
«Мы изучали эти наборы измерений в разных местах в течение нескольких суток. При этом мы обнаружили как общее значительное изменение параметров днем, так и небольшое повышение температуры грунта после начала сумерек. Это вызвано конденсацией воды на поверхности и распадом солей, сопровождаемым выделением тепла в экзотермической реакции. Этот результат особенно интересен в разрезе аналогичных данных прибора REMS. Он позволяет прикинуть, когда жидкая воды может быть найдена на поверхности Марса», – говорит Гомез.
Измерения освещенности и уровня ультрафиолетового излучения оказались понятным образом связаны в облачным покровом. «Связь между этими параметрами и облачным покровом может быть использована на Марсе для определения того, что происходит на поверхности, за счет данных орбитальных аппаратов», – добавляет Гомез. Специальные зонды, предназначенные для регистрации электрических токов в грунте оказались способны приоткрыть состав поверхности и ее влажность на разных глубинах.
Наконец, в Шотт-эль-Джерид и пустыне Атакама было проведено бурение с забором материала – соответственно, на глубинах 3.6 и 6 метров. Как оказалось, бактерии, обитающие под землей, разительно отличаются от тех, что существуют на поверхности. Те, что обитают наверху, есть и под землей, но их популяции заметно уменьшаются с увеличением глубины. Начинают преобладать бактерии, способные к метаболизму как при наличии кислорода, так и без него. «Как в пустыне Атакама, так и в Шотт-эль-Джерид мы нашли экосистемы на глубине всего нескольких метров, но при этом они оказались полностью изолированы от поверхности», – говорит Гомез. Поверхность Шотт-эль-Джерид, пересыхающего периодически озера, состоит практически исключительно из хлорида натрия с незначительным добавлением других солей. И даже внутри кристаллов солей удалость обнаружить признаки органической материи. Чтобы разобраться с этими вкраплениями, пришлось использовать оборудование в лаборатории. Оказалось, что это галофилы, организмы, обитающие в сильно соленых условиях, и находящиеся в глубокой спячке. «Эта находка была для нас очень приятной неожиданностью, – говорит Гомез. – Эти концентрированные отложения спящих галофильных бактерий могли быть в таком состоянии сотни лет. В лаборатории мы смогли, поместив их в жидкую среду, вернуть все эти бактерии к жизни».
Минералы с фотосинтезирующими бактериями в Рио Тинто (alphagalileo.org)
Один из марсоходов-ветеранов, Opportunity нашел на поверхности Марса ярозит, минерал, образующийся только в присутствии жидкой воды и содержащий очень много металла, в частности, железа. Аналогичный минерал можно найти в долине Рио Тинто, отличающейся очень высокой кислотностью. К своему удивлению, исследователи нашли фотосинтезирующие бактерии, обитающие между слоями соляных отложений. При изучении этих бактерий в лаборатории, было обнаружено, что железо минералов защищает эти бактерии от ультрафиолетового излучения, а это одна из основных проблем, которые может иметь жизнь на Марсе. «Когда мы взяли два набора бактерий, один с железом, другой – без, и подвергли их облучению, мы обнаружили, что почти все бактерии, не защищенные железом погибли, тогда как популяция под защитой железа уцелела, – говорит Гомез. – Бактерии, найденные в долине Рио Тинто показывают, что соединения железа могут защищать жизнь. Это значит, что ее зарождение на Земле могло произойти раньше, а также имеет отношение к возможности образования жизни на поверхности Марса». Соли также оказывают благоприятное воздействие на шансы жизни. «В соленых условиях температура и влажность защищены от колебаний, а дозы ультрафиолетового излучения малы, – заключает Гомез. – В лаборатории мы поместили популяции бактерий между соляными слоями толщиной в несколько миллиметров и подвергли их воздействию условий, близких к марсианским. Почти вся популяция deinoccocus radiodurans, живучих бактерий, перенесла эти условия. Но что намного интереснее, около 40% популяции acidithiobacillus ferrooxidans, не приспособленных к жестким условиям и очень уязвимых, также выжило под защитой соляной корки».
