Как палеонтолог, вы получаете особенные сообщения: хищные фальшивые журналы утверждают, что ваши исследования окаменелостей ракообразных значительно улучшат их следующий специальный выпуск по «спинальным травмам», а также сомнительные конференции с названиями типа «Конференция по оториноларингологии» приглашают вас принять участие. И когда вы получаете электронное письмо с утверждением, что на Марсе найдены окаменелости, ваша первая мысль: почему это не в моей папке со спамом?
Но это письмо не было ни шуткой, ни спамом.
Сообщение было отправлено разнородной группой учёных, включая геологов, астрономов, нейробиологов и даже пару палеонтологов. Они просили моего коллегу Джо Мойсюка дать своё мнение о недавно выпущенных изображениях, полученных марсоходом Curiosity от NASA.
На тот момент мы с Джо были кандидатами наук в Королевском музее Онтарио, изучая происхождение членистоногих, группы, к которой сегодня относятся насекомые и ракообразные, используя окаменелости возрастом 500 миллионов лет из всемирно известного буржесского сланца в Британской Колумбии (Канада).
По словам авторов, изображения, доставленные Curiosity, показывали ранее невиданные марсианские окаменелости, многие из которых были сопоставимы по форме с животными, которых мы изучали из буржесского сланца на Земле. Определённо, выдающееся предположение.
Могли ли на Марсе обитать такие животные, как щупальцевидный ледяной конусообразный Haplophrentis, дальний предок группы моллюсков, которые когда-то доминировали в океанах, "брахиоподы"?
Как говорил Карл Саган: «Экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств».
Прежде чем раскрыть наш ответ на это письмо, я должен отметить, что вопрос «могут ли окаменелости быть найдены на Марсе?» сам по себе чрезвычайно интересен.
С температурами в среднем -60 градусов Цельсия (-80 градусов по Фаренгейту) и интенсивным ионизирующим излучением, марсианские условия могут быть лучше, чем на других планетах нашей Солнечной системы, но они всё равно не особенно подходят для жизни.
Но марсианские породы рассказывают нам совсем другую историю. Геология планеты записывала её историю с самого начала, предлагая нам взгляд на её далёкое прошлое. Аэроснимки показывают долины и ландшафты, которые могли быть сформированы только древними реками, а породы часто содержат минералы, которые могут быть произведены только жидкой водой.
Мы до сих пор не знаем, сколько или как долго существовала жидкая вода на Марсе, но ясно, что в какой-то момент в далёком прошлом Марс и Земля не сильно отличались.
Теория гласит, что между 4 и 3 миллиардами лет назад на Марсе и Земле было много жидкой воды, которая создавала реки, озёра и даже океаны. Но в то время как условия на Земле кардинально не изменились, Марс изменился.
В то время Земля уже процветала с бактериями. Если Земля содержала жизнь, почему бы и нет Марсу?
Существует много способов поиска жизни на Марсе, от биомолекул, сохранённых в породах, до метана, газа, обычно связанного с бактериальной активностью. Чтобы выяснить, существовала ли древняя жизнь на красной планете, мы должны действовать так же, как и на Земле, и отправиться на поиски окаменелостей.
Но даже на Земле найти окаменелости — непростая задача.
Наши музеи и коллекции могут быть заполнены сотнями тысяч раковин, скелетов и других типов окаменелостей, но, как палеонтологи, мы знаем горькую правду: это всего лишь чрезвычайно малая часть всех организмов, когда-либо живших на нашей планете.
Большинство видов никогда не успели окаменеть; их останки были разрушены, съедены или разложены до того, как геологические силы сохранили их тела. И даже если они успели окаменеть, мы могли ещё не найти их окаменелости. Можно задаться вопросом, сколько окаменелостей остаются неоткрытыми под нашими городами, горами или морями.
Наши поиски окаменелостей на Марсе имеют ту же проблему, что и поиски окаменелостей возрастом 4-3 миллиарда лет на Земле. В то время существовали только микроскопические организмы, такие как бактерии. До появления твёрдых структур, таких как раковины, скелеты или древесина, как мы можем найти окаменелости? Возможно ли вообще найти окаменелости организмов размером с бактерии?
Это возможно.
Два типа окаменелостей рассказывают нам многое о самом древнем прошлом Земли: окаменелости, сохраняющие деятельность этих бактериальных сообществ, и исключительно сохранившиеся окаменелости.
Сегодня многие бактерии живут в крупных колониях, которые производят слизь для защиты. Со временем слизь может захватывать песок и обломки, создавая породы с характерным слоистым рисунком спустя миллионы лет: строматолиты. Некоторые строматолиты, такие как те, что омывают берега Залива Акул в Западной Австралии, имеют возраст более 3 миллиардов лет.
Аналогично, бактериальные колонии могут даже создавать норы и узоры с характерными формами, которые часто сложно объяснить только геологическими процессами.
Наконец, есть исключительное сохранение, которое по определению является крайне редким. Ганфлинтский кремний из Канады, например, показывает исключительно сохранившиеся микроокаменелости, такие как Eoasphaera, цианобактерия, жившая 1,8 миллиарда лет назад. Там зёрна минерала пирита, меньшие, чем сама бактерия, заменили органические ткани Eoasphaera, давая нам твёрдый слепок этого организма.
Даже на Земле отделение этих окаменелостей от странных геологических структур иногда бывает сложным. Но если на Марсе когда-либо существовала жизнь, эти окаменелости были бы нашей основной линией доказательств. Фактически, многие породы, найденные на Марсе, такие как глинистые сланцы, богатые кремнеземом, имеют потенциал для хранения окаменелостей.
Однако авторы нашего первоначального письма утверждали нечто совершенно иное.
В своём исследовании, позже опубликованном в Journal of Astrophysics and Aerospace Technology, авторы утверждают, что многие марсианские горные образования подозрительно похожи на животных, существовавших на Земле.
Это выходит за рамки утверждений о наличии окаменелостей на Марсе; это подразумевает, что марсианские организмы следовали очень похожему эволюционному пути на Земле или что, в альтернативном случае, обе планеты обменивались фауной через метеориты.
В настоящее время у нас нет никаких доказательств существования марсианских окаменелостей, и нам потребуется больше, чем пара фотографий от Curiosity, чтобы подтвердить эти значительные предположения. Их приглашение к сотрудничеству было отклонено.
Несмотря на название статьи "Окаменелости на Марсе? "Кембрийский взрыв" и "буржесский сланец" в кратере Гейл?", авторы ведут сдержанную дискуссию и упоминают важный фактор, который может влиять на их интерпретацию: самих себя.
В 1912 году британский зоолог Рэндольф Киркпатрик представил совершенно иной взгляд на геологическую историю Земли. По словам Киркпатрика, каждый раз, когда он исследовал камень, он находил остатки Nummulites, организмов размером от миллиметра до сантиметра, напоминающих спирали. Единственным логическим решением было то, что в какой-то момент мир должен был быть заполнен Nummulites, которые, умирая, покрывали всю земную кору: нуммулосфера. Многие годы спустя Киркпатрик отверг свою собственную теорию; Nummulites, которых он видел, были лишь продуктом его воображения, феноменом, известным психологам как "мотивированное восприятие".
Мотивированное восприятие — это то, с чем многие из нас сталкиваются. Палеонтология — это строго обоснованная область исследований, но, как палеонтологи, мы всегда находим несколько окаменелостей, с которыми сложно понять, что это такое или даже являются ли они окаменелостями. Именно тогда наши желания могут играть с нашим восприятием.
На Земле породы подвергаются бесчисленным трансформациям: они формируются ветром, дождём и волнами; разлагаются микробами, грибами и растениями; сжимаются силой целых континентов или плавятся внутри вулканов. Неудивительно, что окаменелости являются редкостью.
Но большинство этих сил не существовало на Марсе последние 3 миллиарда лет. Фактически, породы красной планеты могут быть лучшим свидетельством древней биологической истории планеты, чем те, что на Земле.
Тем не менее, фотографии от Curiosity интригуют. Станет ли красная планета горячей точкой для будущих марсианских палеонтологов?