Возьмём ГИПОТЕЗУ О ВОЗМОЖНОЙ ЖИЗНИ НА МАРСЕ: если атмосфера потеряна после ядерной войны между разными видами Марсиан, то представим, что она была такая же по составу , но больше толщиной:
1) Солнце на орбите Марса даёт недостаточно энергии для эффективного кислородного фотосинтеза земного типа;
2) современная разреженная атмосфера Марса могла быть разрушена в результате глобальной ядерной катастрофы местной цивилизации;
3) при искусственном восстановлении плотной атмосферы (в основном из CO₂) могли бы развиться организмы, использующие анаэробное дыхание на основе углекислого газа.
Нужно построить версию биохимии, физиологии гипотетических марсиан, возможных типов «растений», цвет крови и кожи, а также фазовое состояние воды.
🧩Современные данные указывают на крайне низкое давление атмосферы (около 0,6% земного), отсутствие жидкой воды на поверхности и жёсткое ультрафиолетовое излучение.
Однако геологические следы рек и озёр, а также сезонные выбросы метана заставляют предполагать, что в прошлом условия могли быть иными.
1. Солнечная энергия и ограничения фотосинтеза
Солнце на Марсе находится в 1,5 раза дальше, чем на Земле, поэтому поток солнечной энергии на единицу площади составляет лишь 43% от земного. Для классического оксигенного фотосинтеза (6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂) требуется достаточно высокая энергия фотонов в видимом диапазоне, чтобы расщепить воду.
На Марсе этот процесс был бы крайне неэффективен - даже при плотной атмосфере.
👆Школьники поймут, что фотосинтез не так скучен, это не тупо - зелёный листочек + углекислый газ + солнце.
Предположим, что доминирующим типом автотрофов на Марсе могли бы стать аноксигенные фотосинтезирующие бактерии (аналог земных зелёных серобактерий), которые используют в качестве донора электронов не воду, а сероводород (H₂S) или молекулярный водород (H₂).
В этом случае конечным продуктом оказывается не кислород, а элементарная сера или органические вещества без выделения газа.
Альтернативно, при высокой концентрации CO₂ возможен хемосинтез - восстановление CO₂ за счёт окисления водорода, железа или серы.
Такие процессы не зависят от солнечного света и могли бы идти в подповерхностных слоях или в глубоких каньонах.
2. Гипотеза ядерной катастрофы как причина потери атмосферы
Современный Марс имеет аномально низкую массу атмосферы при наличии сильного магнитного поля (остаточного).
Существует гипотеза, что около 500 миллионов лет назад на Марсе произошла серия термоядерных взрывов в результате войны между высокоразвитыми цивилизациями.
Взрывы могли выбросить большую часть атмосферы в космос, а также поднять гигантские облака пыли, вызвав ядерную зиму. Последующее замерзание океанов и падение парникового эффекта привели к современному состоянию.
Эта гипотеза объясняет:
· Отсутствие следов крупных кратеров соответствующего возраста (взрывы могли быть воздушными);
· Изотопный состав атмосферного ксенона (аномально тяжёлый, как при ядерном делении);
· Следы радиоактивных элементов в некоторых марсианских метеоритах.
Если это так, то под поверхностью Марса могут сохраняться глубокие биосферы - в подземных водоносных слоях или лавовых трубках, где условия не изменились столь радикально.
3. Восстановление атмосферы: что изменится?
Предположим, что Тлон Маск искусственно наращивает атмосферу Марса до давления ~1 бар (как на Земле), сохраняя при этом её газовый состав, характерный для древнего Марса: 95% CO₂, 3% N₂, 2% Ar и лишь следы O₂.
Температура повысится за счёт мощного парникового эффекта (CO₂ - хороший парниковый газ) до значений, при которых вода может быть жидкой на большей части планеты.
3.1. Водные реки и озёра
Реки будут из воды. При атмосферном давлении выше тройной точки воды (6,1 мбар) и температуре от 0°C до 20°C вода существует в жидком виде. Даже при слабом солнечном освещении, если парниковый эффект достаточно силён (а CO₂ при давлении 1 бар создаёт нагрев примерно на 30-40°C выше эффективной температуры), жидкая вода будет стабильна.
Марсианские реки и озёра могли бы быть солоноватыми (из-за перхлоратов в грунте), но пригодными для гипотетических организмов.
4. Биохимия гипотетических марсиан
4.1. Дыхание
Поскольку кислорода в атмосфере практически нет, а CO₂ в избытке, логичным типом дыхания является восстановление углекислого газа до метана (CH₄) или угарного газа (CO) с использованием водорода в качестве донора электронов.
Этот процесс энергетически выгоден и осуществляется на Земле метаногенными археями.
Для марсианских многоклеточных потребовался бы специализированный дыхательный пигмент, переносящий водород или непосредственно электроны.
🧩Детям будет интересно изучать разные типы бактерий, простейших, червей , а вдруг - они с Марса ?
4.2. Кровь и её цвет
Дыхательный пигмент должен содержать металл, способный обратимо связывать водород или активировать CO₂.
Лучший кандидат - никель (Ni), который входит в кофермент F430 метаногенов.
Водные комплексы никеля (II) имеют характерный зелёный цвет (от желтовато-зелёного до изумрудного). Следовательно, кровь марсиан (гемолимфа) была бы зелёной.
Кожа, вероятно, содержала бы меланиноподобные пигменты для защиты от УФ-излучения, что давало бы красновато-коричневую или тёмно-оранжевую окраску (под цвет марсианской пустыни).
Возможен также зеленоватый оттенок из-за просвечивания крови через тонкие покровы.
4.3. Внешний вид и физиология
Эволюция при слабой гравитации (0,38 g) и низкой освещённости могла привести к:
· Высокому росту (до 3-5 метров) с тонкими длинными конечностями;
· Большим глазам для сбора скудного света;
· Медленному метаболизму из-за низкой энергетической эффективности метаногенного дыхания (по сравнению с кислородным).
Марсиане, вероятно, были бы флегматичны и малоподвижны, с длительными периодами покоя.
5. «Растения» Марса
Автотрофы не могли бы полагаться на кислородный фотосинтез. Вместо этого:
1. Фотосинтез с бактериохлорофиллом. Использование длинноволнового инфракрасного света (до 1000 нм), который проникает сквозь разреженную атмосферу лучше, чем видимый.
Цвет таких «растений» был бы не зелёным, а тёмно-пурпурным или чёрным (почти чёрным), чтобы максимально поглощать слабый свет.
2. Хемосинтез в корневых системах. Глубокие корни могли бы окислять подземный водород или сероводород, поставляя энергию для фиксации CO₂ из атмосферы. Надземные части служили бы только для размножения и газообмена.
3. Лишайниковые формы - симбиоз гриба (обеспечивает структуру и защиту) и фотосинтезирующей бактерии.
При низких температурах такие организмы могли бы покрывать камни и скалы, создавая «цветущие пустыни» во время сезонных оттепелей.
Никаких выделений кислорода - напротив, они потребляли бы водород и выделяли метан, создавая вторичную атмосферную сигнатуру.
6. Выводы: туда лететь не надо)👇
1. Жизнь на Марсе в прошлом (или под поверхностью в настоящее время) возможна, но она должна принципиально отличаться от земной. То есть им "идея с кислородом" не понравится .
Кислород для них опасен так же, как для нас - чистый фтор.
2. Если атмосфера была разрушена ядерной войной, то под слоем реголита могут сохраняться анаэробные экосистемы с никель-зависимым метаногенезом.
3. При искусственном восстановлении плотной CO₂-атмосферы на Марсе могли бы возникнуть:
· Растения тёмно-пурпурного или чёрного цвета с инфракрасным фотосинтезом.
· Животные с зелёной кровью (никель), медленным метаболизмом, высоким ростом и красновато-коричневой кожей.
· Реки и озёра из жидкой воды (солоноватой).
4. Дыхание марсиан было бы основано на реакции CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O, с выделением метана в атмосферу.
5. Кислород для них был бы сильным ядом (окислителем), разрушающим металлоферменты.
Вывод, что там нам делать нечего. Возможно , одному Маску и разрешат ).
Затрагиваются почти все школьные предметы , а запоминается что-то проще, когда изучаешь, а не когда зубришь).