Органическое вещество само по себе неживое, но является строительным блоком, из которого может возникнуть жизнь. Его также обнаружили на Марсе, и теперь мы знаем, как он туда попал. Подобным же образом мог быть заложен источник жизни на Земле.
Всё ещё далёкий от человека Марс сегодня, скорее, представляет собой бесплодный мир, где мы ищем следы жизни прошлого, а не доказательства её нынешнего существования. Хотя учёные не исключают ни одного из вариантов.
Для этого мы отправляем на Красную планету марсоходы. Их мобильность позволяет проводить анализ проб, взятых с поверхности в различных местах, не обязательно ограничиваясь одним местом, как в случае с самими спускаемыми аппаратами.
Читайте: Впервые наблюдалось пробуждение сверхмассивной чёрной дыры
Наличие органики, не значит жизни
В настоящее время по Марсу путешествуют два марсохода — Perseverance и Curiosity.
Второй, работающий уже двенадцать лет, исследует недра кратера Гейла. Как и кратер Джезеро у Perseverance, кратер Гейла, вероятно, когда-то был озером. Это делает его идеальным местом для поиска следов органического вещества.
Для обывателя слово «органический» является синонимом «живого». Однако на деле всё не так просто. Органическое вещество – это то, в котором основным компонентом является углерод. Остальные элементы — кислород и в меньшей степени водород и азот. Согласно этому определению, спирты являются органическими веществами, хотя мы не считаем их живым.
Однако органическое вещество является строительным блоком, из которого могут образовываться более сложные соединения и в итоге организмы, которые мы называем живыми.
Марсоход Curiosity обнаружил следы органического вещества ещё в начале своей работы на Марсе. Сегодня благодаря последующим открытиям, мы точно знаем, что Красная планета богата органическими соединениями. Дали ли они когда-то ранее жизнь, которая могла существовать на Марсе какое-то время, пока остаётся загадкой.
Однако процессы, которые создали органическое вещество, могли также происходить на Земле и Венере, когда они имели схожие атмосферы в ранней Солнечной системе. Сегодня Венера является недружелюбным местом для жизни, а на Земле, как мы знаем, жизнь кипит.
Вот почему открытие механизма образования органического вещества, обнаруженного в образцах с поверхности Марса, было так важно для биологов. Потому что это может быть ответом на вопрос – откуда взялась жизнь на Земле…
Откуда взялось органическое вещество на Марсе
Органические вещества могут быть результатом процессов, происходящих в живых организмах.
Источником этого вещества становятся человек, животные и даже растения, подверженные ходу времени. Однако органические вещества могут также образовываться в результате реакций, не имеющих ничего общего с биологической активностью. Мы прекрасно знаем эти процессы, на Марсе к ним относятся геохимические процессы.
Однако для того, чтобы образовалось органическое вещество, необходимо наличие соединений, которые бы его создавали. Объяснение проблемы – откуда взялись компоненты органического вещества на поверхности Марса – озадачивало учёных на протяжении многих лет.
Гипотеза, указывающая на возможный источник, была сформулирована химиком Копенгагенского университета Мэтью Джонсоном ещё в 2013 году, вскоре после открытий, сделанных марсоходом Curiosity.
Предполагалось, что в марсианской атмосфере происходит так называемое явление фотолиза, 95 процентов которого составляет углекислый газ (атом углерода и два атома кислорода), поступивший в течение миллиардов лет в результате извержений вулканов.
Процесс, при котором солнечный свет, особенно ультрафиолетовое излучение, расщепляет молекулы углекислого газа на атомы кислорода и окись углерода.
Угарный газ попадает на поверхность Марса, и можно сказать, что таким образом на поверхность планеты засеивается материал, который затем позволяет образовываться органическим соединениям. Это очень хорошее объяснение, но неполное, без обязательных доказательств.
На Земле и Марсе найдены доказательства фотолиза
Гипотеза фотолиза подтвердилась благодаря исследованиям, проведённым на Земле и Марсе.
Отправной точкой является знание того, что фотолиз оказывает большее влияние на изотоп углерода C12. В свою очередь, изотоп С13 претерпевает этот процесс гораздо медленнее. Это приводит к тому, что избыток C12 образуется в органических веществах на поверхности, а избыток C13 попадает в атмосферу, где остаётся связанным в виде углекислого газа.
Первое свидетельство было найдено в марсианском метеорите, обнаруженном в Антарктиде в 1984 году и известном как ALH84001. Он содержит следы атмосферного углекислого газа, из которого образовались минералы - составляющие метеорит.
Соотношение C12 и C13 указывает на повышенное содержание этого более тяжёлого изотопа углерода. Значит, что фотолиз на самом деле работает более эффективно на более лёгком изотопе.
Вторая часть доказательств пришла с Марса, в результате анализа образцов почвы, взятых марсоходом Curiosity. У них обнаружен дефицит С13, в степени, точно соответствующей избытку С13 в метеорите из Антарктиды.
Это означает, что та часть углекислого газа, которая была фотолизирована и затем превратилась в окись углерода, стала строительным блоком органического вещества, обнаруженного на поверхности Марса.
Земля и Марс: похожее начало, разный конец
Что произошло с Марсом за миллиарды лет, до сих пор остаётся темой споров.
Однако мы знаем, что сегодня он выглядит так, как есть, и жизни там, вероятно, нет. Хотя процессы фотолиза и последующий «дождь» угарного газа являются разумным объяснением того, что также могло привести к образованию органического вещества на поверхности Земли. Мы уже знаем, что из него образовалось позже.
Марс и Венера в итоге оказались негостеприимными для жизни. Одной из причин, почему теоретически похожие на Землю планеты с некогда одинаковой атмосферой в конце концов стали такими разными, может быть так называемая тектоника плит.
Новая теория предполагает, что жизнь может возникнуть только на планетах, где на поверхности активны такие процессы. Это открытие, если оно окажется правдой, значительно сократило бы количество планет, которые, несмотря на выгодное расположение относительно родительской звёзды, могли бы стать домом для живых организмов.
Оно исключает Венеру и Марс, что делает Землю ещё более особенной, чем считалось ранее.
Хотите первыми узнавать о Hi-Tech – ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Telegram
А также читайте самые свежие обзоры на нашем сайте – TehnObzor.RU