Анализ образцов, взятых из кратера Гейла марсоходом Curiosity, дал интригующую информацию. Было обнаружено, что некоторые из них богаты определенным типом углерода, который связан с биологическими процессами на Земле.
Ровер Curiosity работает на Марсе с 2012 года, пересекая пустоши Красной планеты, буря скалы и анализируя собранные образцы своей передовой химической лабораторией на борту. Марсоход ищет доказательства древней жизни на Марсе. Его недавние открытия чрезвычайно интересны. В образцах, проанализированных Curiosity, ученые заметили, что углерод, попавший в несколько пород, изученных марсоходом, содержит легкие изотопы. На Земле подобная подпись была бы веским доказательством древней микробной жизни.
Результаты последних анализов марсианских образцов появились в Proceedings of the National Academy of Sciences (DOI: 10.1073/pnas.2115651119).
Жизнь на Марсе?
Хотя открытие является захватывающим, оно не обязательно указывает на древнюю жизнь на Марсе. Ученым еще предстоит найти убедительные доказательства жизни там в далеком прошлом, хотя, если бы подобное открытие было сделано на Земле, они бы быстро сочли, что это остатки микробной жизни. Однако Марс отличается от нашей планеты, и многие происходящие там процессы остаются загадкой. Поэтому на примерах с Земли нельзя делать окончательных выводов. Ученые отмечают, что необходимы дополнительные исследования, чтобы с уверенностью определить, что вызвало создание интригующих химических веществ.
Мы находим на Марсе очень интересные вещи, но нам действительно нужно больше доказательств, чтобы с уверенностью сказать, что мы идентифицировали жизнь, — сказал Пол Махаффи, ныне вышедший на пенсию сотрудник NASA, который ранее анализировал результаты из лаборатории на борту марсохода Curiosity. - Итак, мы задаемся вопросом, что еще могло вызвать наблюдаемую нами углеродную сигнатуру, если не жизнь? - добавляет он.
Кратер Гейл
Curiosity приземлился в кратере Гейла к югу от экватора с миссией определить, могла ли микробная жизнь когда-либо существовать в этом районе. Место посадки было выбрано на основе спутниковых снимков, которые показали, что, вероятно, в далеком прошлом здесь была жидкая вода. На фотографиях видны устья двух каналов из кратера, которые, по мнению исследователей, когда-то были речным потоком и, следовательно, несли массу наносов, часть которых осела в кратере.
Исследователи определили на основе проведенных на сегодняшний день исследований, что дно кратера Гейла когда-то было потенциально жизнеобеспечивающей средой, содержащей систему озер и ручьев.
В новом анализе исследователи тщательно проверили более 20 образцов порошкообразной породы, которые Curiosity собрал с помощью перфоратора в разных местах в период с августа 2012 года по июль 2021 года. Они обнаружили, что почти половина этих образцов содержала углерод-12, более легкий из двух стабильных изотопов СО. Изотопы — это разные версии элемента, отличающиеся количеством нейтронов в своих ядрах. Например, углерод-12 имеет шесть нейтронов, а гораздо менее распространенный углерод-13 — семь. Образцы с высоким содержанием углерода-12 были получены из пяти разных мест в кратере Гейла.
Три гипотезы
На Земле организмы предпочитают углерод-12 для своих метаболических процессов, поэтому обнаружение этого изотопа в образцах древних земных пород обычно интерпретируется как сигнал биотической химии. Однако углеродные циклы на Марсе недостаточно хорошо изучены, чтобы делать аналогичные предположения для открытий на Красной планете.
Так откуда же взялся углерод-12 на Марсе? Первый и самый заманчивый ответ для ученых — это микробная жизнь, вырабатывающая метан, который при взаимодействии с ультрафиолетовым (УФ) светом в воздухе Красной планеты трансформировался в более сложные органические молекулы. Затем эти частицы падали на поверхность и со временем внедрялись в структуру породы, с которой столкнулся Curiosity.
Другим объяснением наблюдаемых изотопов углерода могут быть аналогичные реакции с участием ультрафиолетового излучения и небиологического диоксида углерода, безусловно, самого распространенного газа в марсианской атмосфере. Они также могли привести к углероду-12.
Также возможно, что Солнечная система давным-давно дрейфовала через гигантское молекулярное облако, богатое углеродом-12.
Все три объяснения соответствуют данным. Нам просто нужно больше информации, чтобы исключить их или подтвердить, — сказал Кристофер Хаус из Университета штата Пенсильвания, ведущий исследователь. - Земные процессы, которые могут производить углеродный сигнал, подобный тому, что мы обнаруживаем на Марсе, являются биологическими. Нам нужно понять, работает ли то же самое объяснение для Марса или есть другие объяснения, потому что Марс совершенно игой мир, - добавил Хаус.
Необходимы дополнительные исследования
Новые находки очень интересны, но следует отметить, что марсоходы ранее обнаруживали органические соединения. Например, в 2019 году Curiosity обнаружил выбросы метана — простейшей органической молекулы — с поверхности Марса. И именно этот метан может быть использован исследователями для проверки концепции микробной жизни, производящей углерод-12.
Было бы хорошо, если бы марсоход обнаружил большое облако метана и использовал его для измерения изотопов углерода. Но до сих пор ни один марсоход не взял достаточно большой образец для измерения изотопов, - сказал Хаус.
Однако первое, что нужно знать, — это круговорот углерода на Красной планете. Углерод особенно важен, потому что этот элемент встречается на протяжении всей жизни на Земле. Марс меньше, холоднее, имеет более слабую гравитацию и другие газы в его атмосфере. Кроме того, углерод на Марсе может циркулировать без жизни.
Понимание того, как углерод циркулирует на Марсе, поможет ученым интерпретировать результаты анализов собранных там образцов. Curiosity — первый марсоход, оснащенный инструментами для изучения изотопов углерода на поверхности Марса. — Определение углеродного цикла на Марсе — ключ к пониманию того, как жизнь может вписаться в этот цикл. Мы сделали это очень успешно на Земле, но мы только начинаем определять этот цикл для Марса, — сказал Эндрю Стил из Института науки Карнеги.