Команда ученых из исследовательских центров Алжира и Швейцарии разработала уникальный инструмент, способный изменить наше понимание о внеземной жизни. Разработка представляет собой специализированный лазерный абляционно-ионизационный масс-спектрометр, демонстрирующий впечатляющие результаты при обнаружении микробных окаменелостей в земных образцах.
Принцип работы устройства основан на использовании сверхкоротких фемтосекундных лазерных импульсов. Направленный световой поток последовательно испаряет тончайшие слои исследуемого материала, превращая их в ионизированное состояние. Этот процесс позволяет проводить послойный анализ образцов, раскрывая их внутреннюю структуру. Полученные ионы анализируются по соотношению массы к заряду, что дает исследователям детальную картину элементного и изотопного состава материала.
Технология лазерной абляционной масс-спектрометрии относительно молода – планетологи начали активно применять ее лишь в последнее десятилетие. Уникальность разработки Бернского университета заключается в том, что инструмент изначально проектировался с учетом космических условий эксплуатации. Главная цель ученых – создать компактный прибор, способный функционировать в условиях марсианской среды для поиска потенциальных биомаркеров.
Перед отправкой в космос любое научное оборудование требует тщательной проверки. Для испытания нового масс-спектрометра исследователи выбрали идеальную земную модель – средиземноморские гипсовые формации. Эти геологические образования возникли около 6 миллионов лет назад во время так называемого Мессинского кризиса солености, когда уровень минерализации воды в Средиземном море резко возрос. Выбор гипса в качестве тестового материала неслучаен, это вещество обладает двумя критически важными свойствами. Во-первых, гипсовые отложения формируются стремительно, что позволяет сохранить микроорганизмы в виде окаменелостей до начала процессов разложения. Во-вторых, гипс широко распространен на марсианской поверхности, что делает земные образцы идеальными аналогами для тестирования.
Крупный план гипсового образца с характерным углублением, образовавшимся после лазерной абляции. Источник: Sellam et al, Frontiers in Astronomy and Space Science/DOI 10.3389/fspas.2025.1503042
Испытания проводились на образцах из алжирского карьера Сиди Бутбал. Результаты превзошли ожидания – прибор успешно дифференцировал естественные структуры породы от микробных окаменелостей. Особое внимание привлекло обнаружение доломита – минерала, который в кислотной среде формируется исключительно при участии прокариотических организмов. Эти простейшие безъядерные клетки повышают щелочность окружающей среды, что создает благоприятные условия для образования доломита. Данный факт служит косвенным, но весьма убедительным доказательством былого присутствия бактерий в исследуемых образцах.
Перспективы использования новой технологии на Марсе вызывают у научного сообщества обоснованный оптимизм. Включение лазерного масс-спектрометра в состав будущих марсианских миссий позволит проводить детальный анализ рыжеватых осадочных пород планеты в поисках аналогичных биосигнатур. Наибольший интерес представляют древние береговые линии Красной планеты – зоны, где миллиарды лет назад могла существовать вода, создавая благоприятные условия для зарождения и развития примитивных форм жизни.
Из этого следует вывод, что современная астробиология стоит на пороге потенциально революционных открытий, и новый швейцарско-алжирский прибор может стать ключом к разгадке одной из величайших загадок человечества – существовала ли когда-либо жизнь за пределами нашей планеты.