Будущие экспедиции на Марс могут найти там застывших во времени древних микробов или их останки.
Исследователи из Центра космических полетов имени Годдарда NASA и Университета штата Пенсильвания воссоздали в лаборатории марсианские условия и убедились, что фрагменты белков E. coli, если они присутствуют в вечной мерзлоте и ледяных шапках Марса, могут оставаться неповрежденными более 50 миллионов лет, несмотря на постоянное жесткое воздействие космической радиации. В исследовании в журнале Astrobiology ученые рекомендовали будущим миссиям по поиску жизни на Марсе сосредоточить внимание на районах с чистым льдом или вечной мерзлотой с преобладанием льда.
«50 миллионов лет — намного больше, чем возраст современных ледяных отложений на Марсе, которым зачастую меньше двух миллионов лет. Это говорит о том, что любая органика во льду должна была сохраниться. Таким образом, если у поверхности Марса есть бактерии, будущие миссии имеют все шансы их обнаружить», — считает профессор Кристофер Хаус, соавтор работы.
Эксперимент с суровыми условиями
Любимую наукой кишечную палочку Escherichia coli разложили по пробиркам с чистым льдом и смешанным с породами, аналогичными марсианским, остудили до −51 °C и подвергли гамма-облучению, эквивалентному 20 миллионам лет воздействия космических лучей на поверхности Марса. Еще 30 миллионов лет радиации смоделировали, затем проанализировали целостность аминокислот в образцах.
В чистом водяном льду более 10% аминокислот — молекулярных «строительных блоков» белков — из образца E. coli пережили смоделированный 50-миллионный период, а образцы с подобным марсианскому осадком разрушались в 10 раз быстрее и не сохранились.
Исследование 2022 года, проведенное той же группой ученых, показало, что аминокислоты в смеси 10% водяного льда и 90% марсианского грунта разрушаются быстрее, чем образцы, содержавшие только осадок.
«Основываясь на выводах исследования 2022 года, мы думали, что органический материал только во льду или воде будет уничтожен еще быстрее, чем смесь с 10% воды. Так что было неожиданностью обнаружить, что органические материалы, помещенные только в водяной лед, разрушаются гораздо медленнее, чем образцы с водой и грунтом», — говорит космофизик Александр Павлов из Центра Годдарда, соавтор исследования.
Авторы выдвинули гипотезу, что разрушение может быть связано со скользкой пленкой, которая образуется в местах соприкосновения льда с минералами, позволяя радиации достигать и уничтожать аминокислоты.
«Пока лед твердый, вредные частицы, созданные излучением, замерзают на месте и, возможно, не могут достичь органических соединений, — объясняет Павлов. — Эти результаты позволяют предположить, что чистый лед или регионы с преобладанием льда являются идеальным местом для поиска недавнего биологического материала на Марсе».
Исследователи также проверили органический материал при температурах, аналогичных температурам на Европе (ледяном спутнике Юпитера) и Энцеладе (ледяном спутнике Сатурна). Оказалось, что еще более низкие температуры сильнее снижают скорость разрушения.
Что дальше
По словам Павлова, эти результаты обнадеживают в свете миссии Europa Clipper, которая летит исследовать ледяную оболочку и океан Европы, четвертого по величине из 95 спутников Юпитера.
Что касается марсианского льда, он в изобилии есть и в полярных областях планеты, где его впервые непосредственно изучил аппарат «Феникс» в 2008 году, и, как ни странно, в экваториальных регионах.
«На Марсе много льда, но большая его часть находится чуть ниже поверхности. Будущим миссиям понадобится достаточно большой бур или мощный ковш, чтобы получить к нему доступ, аналогичный по конструкции и возможностям "Фениксу"», — заключил Хаус.
Ученые разбудили микробов из вечной мерзлоты
Моделирование подтвердило: на Марсе может существовать жизнь
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram