Космогеолог Майкл Тайс никогда раньше не терял сон из-за марсианских камней. Все изменилось, когда он принялся изучать данные о скальной формации с условным названием Сияющий Ангел, расположенной в долине Неретва, по которой, как предполагается, сотни миллионов лет назад текла река.
Эта скальная формация содержит наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства возможного существования жизни на Марсе в прошлом. Они основаны на новом анализе горных пород, исследованных марсоходом NASA Perseverance.
По словам заместителя главы NASA, Николы Фокс, результат исследования значительно приблизил ученых к ответу на вопрос «была ли жизнь Марсе?». Однако необходимо дальнейшее изучение марсианских объектов, которое однозначно бы подтвердило бы давнюю гипотезу. Для космогеологов камни Сияющего Ангела указывают на то, что более трех миллиардов лет назад здесь влажная почва служила благоприятной средой для целых колоний микроорганизмов.
Массив Сияющий Ангел, расположенный на западном краю кратера Джезеро, вероятно, образовался на дне озера или реки, когда вода свободно текла по планете. Следы на скале, условно названной Водопад Чейава, указывают на особый тип химической реакции, для которой на Земле обычно требуется содействие микроорганизмов.
Кристиан Шредер, физик из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка, заметил, что это является первым открытием следов химических процессов, соотносящихся с биологической активностью.
«Семена мака» и «леопардовые пятна»
На протяжении всего маршрута по Сияющему Ангелу Perseverance обнаруживал зеленоватые точки (ученые называют их «семенами мака» или «узелками»), вкрапленные в красноватый аргиллит. Среди этих точек выделяется минерал вивианит, содержащий фосфат железа.
На Водопаде Чейава также есть крошечные кольцеобразные образования, называемые «пятнами леопарда». Марсоход высверлил тонкий образец породы, длиной едва с мизинец взрослого человека, и использовал свой набор научных инструментов, чтобы получить больше информации. Данные, полученные из образца, получившего название «Сапфировый каньон», показывают, что края вокруг пятен также состоят из темных фосфатов железа, а более светлые внутренние области – из сульфида железа, называемого грейгитом.
Самое интересное для поиска следов жизни по идее должно происходить на субмолекулярном уровне. В ходе окислительно-восстановительной реакции органическое вещество, предположительно, передавало электроны железу в иле, оставив в итоге после себя другие минералы, вивианит и грейгит.
На Земле микроорганизмы запускают подобные реакции, потребляя органическое вещество и поглощая энергию, высвобождаемую в ходе окислительно-восстановительного процесса, при этом в качестве побочных продуктов образуются минералы. Это похоже на то, как люди едят пищу, чтобы получить энергию, и одновременно производят отходы.
«В тех местах на Земле, где мы видим подобные явления, в условиях осадочных пород при температуре окружающей среды, эти реакции обычно вызываются микробами», — говорит Джоэл Гуровиц, геолог из Университета Стоуни-Брук.
Если результаты исследований водопада Чейава в конечном итоге приведут к доказательству существования древней жизни на Марсе, как отмечает Тайс, это означает, что на двух разных планетах примерно в одно и то же время в далеком прошлом существовали микробы, получавшие энергию одним и тем же способом. Это может указывать на то, что ранняя жизнь училась выживать таким образом, независимо от места своего происхождения. «Я думаю, это может открыть нам нечто действительно важное об эволюции жизни», — говорит он.
Как доказать, что это была жизнь
Доказательство того, что признак жизни, или то, что ученые называют биосигнатурой, был обнаружен окончательно, — это огромная научная задача. Она требует многочисленных доказательств, которые можно получить с помощью различных научных инструментов, тщательно изучая геологический контекст. Столь новаторский вывод должен быть подтвержден тщательнейшими исследованиями и дискуссиями.
Первый очевидный вопрос: может ли небиологический источник дать тот же результат? Те же окислительно-восстановительные реакции, описанные в статье о марсианских камнях, с теми же побочными продуктами, могут происходить и без жизни, но только в условиях высокой температуры. Теоретически, вулканическое извержение могло бы объяснить подобное явление, без необходимости существования жизни. Однако авторы исследования считают, что в этом конкретном месте, когда камни, по-видимому, находились под водой, температурные условия были недостаточно походящими.
«Если бы вы взяли грязь и органическое вещество и подвергли их обработке, вы могли бы получить тот же набор минералов», — говорит Гуровиц. «Но пока, используя все доступные нам инструменты, мы не видим никаких доказательств того, что эти породы были нагреты до температур, необходимых для этой реакции».
Более того, Тайс отметил, что если бы «леопардовые пятна» были созданы в результате мощного излияния лавы, они бы проявились только в одном слое, а не в нескольких слоях образца керна.
Как подчеркивают ученые, чтобы точно определить, являются ли древние микробы причиной появления «семян мака» и «леопардовых пятен» в Сапфировом каньоне, необходимо доставить на Землю образцы марсианских пород, чтобы ученые могли использовать более современное лабораторное оборудование для более тщательного исследования. Однако судьба программы возврата образцов НАСА остается неопределенной.
Тем временем марсоход Европейского космического агентства «Розалинд Франклин» также может продвинуться в изучении жизни на Марсе. Как планируется, он пробурит более глубокие слои поверхности Красной планеты и проанализирует образцы. Образцы из более глубоких недр планеты будут лучше защищены от суровых условий поверхности. Запуск марсохода ЕКА, который назван в честь британской ученой-биофизика, содействовавшей открытию двойной спирали ДНК, ожидается в 2028 году. Китай также надеется запустить миссию с похожей целью примерно в то же время.
Чтобы исключить любые гипотезы, не связанные с биологической активностью, ученым необходимо также исследовать больше мест на Земле, обладающих характеристиками, схожими с условиями древнего Марса в поисках примеров подобных химических реакций, происходящих без участия биологии. К ним могут относиться донные области озер, устья рек и другие места, где горные породы находятся в воде.
Первое возможное доказательство жизни на Марсе?
НАСА впервые объявило об открытии стреловидного водопада Чейава, названного в честь самого высокого водопада в Гранд-Каньоне, в июле 2024 года. Он характеризуется породой с белыми прожилками сульфита кальция и другими химическими структурами, которые миллиарды лет назад могли быть сформированы жизнью. В их число входили углеродные молекулы, лежащие в основе биологии, но которые могли иметь и небиологическое происхождение.
Это не первый случай, когда марсоход обнаруживает возможные признаки древней жизни и условия, указывающие на ее существование. Например, марсоход НАСА Spirit обнаружил древние горячие источники в кратере Гусева, но затем застрял в песках и потерял связь. Марсоход Curiosity, который до сих пор работает в кратере Гейла, обнаружил органические соединения в аргиллитовой породе.