Содержание
насколько близки учёные к решению этого вопроса — Будущее на vc.ru
Краткая история научного спора вокруг Красной планеты — адаптированный перевод статьи Теда Антона.
18 807
просмотров
В июле 1976 года команда, работавшая над космической программой «Викинг», напряжённо ждала данных от первых в мире аппаратов, созданных для поиска жизни на Марсе, которые успешно взяли пробы марсианского грунта.
На протяжении нескольких недель каждый эксперимент «Викинга» приносил неожиданные результаты. Например, исследуя полученные данные, учёные выяснили, что при добавлении органических соединений в марсианскую почву выделялся углекислый газ (при условии, что вещество находилось не в метастабильном состоянии).
Американский астроном Карл Саган у макета автоматической марсианской станции «Викинг»
Результат этого эксперимента указывал на возможность существования жизни на Марсе, точно такие же результаты были получены в аналогичных экспериментах на Земле.
Когда во втором эксперименте в марсианскую почву добавили воду, выделился кислород. Та же самая реакция происходила и на Земле. В ходе двух опытов учёные получили результаты, указывающие на существование жизни на Марсе. Однако результаты третьего эксперимента — с подогревом почвы — стали предметом научных споров.
Спор ужесточился, когда пришли противоречивые данные четвёртого эксперимента. Заявление, что на Марсе есть жизнь, было бы беспрецедентным, следовательно, никто не мог позволить себе ошибиться. Результаты трёх экспериментов могли бы быть подтверждением наличия микробов на Марсе.
Однако в четвёртом опыте детектор для газовой хроматографии и масс-спектрограф (прибор для определения массы молекул) показали, что на Марсе нет не только жизни, но и каких-либо органических веществ.
Это был поразительный результат: органические вещества есть везде — на астероидах, кометах, метеорах и в межзвёздной пыли. Результат эксперимента предполагал, что поверхность Марса токсична или уничтожает все органические вещества.
Учёные NASA пришли к выводу, что в марсианской почве содержатся сильные окислители. Этим окислителям планета также обязана своим красным цветом.
Некоторые учёные не согласились с таким выводом, утверждая, что четвёртый эксперимент просто не удался, как это часто случалось на Земле. Группа учёных обратилась к NASA с требованием опубликовать все данные, полученные в ходе программы «Викинг». Джил Левин, один из учёных, утверждал, что марсоход «Кьюриосити» обнаружит сложные органические вещества. И он их действительно обнаружил.
Марсоход «Кьюриосити»
Доказательство существования воды на Марсе учёные получили благодаря космическому аппарату «Феникс», камеры которого сфотографировали прозрачные капли на его корпусе. По словам учёного Нилтона Ренно (Nilton Renno), на Земле «везде, где есть вода в жидком состоянии, есть и микробы».
Как ни странно, лучшим местом для поиска жизни на Марсе стала Земля. Прогуляйтесь по Антарктике, и вы увидите частички Марса — небольшие камни.
Ежегодно на Землю падает около пяти килограмм камней с Марса. Их происхождение можно подтвердить с помощью химического анализа.
Исследователи NASA в 1996 году обнаружили на знаменитом марсианском метеорите ALH 84001 маленькие элементы, которые, как они утверждали, являются окаменелыми останками микроорганизмов. Сегодня большинство учёных сомневается в этом.
Но давным-давно на Марсе действительно были океаны, и по поверхности планеты текли полноводные реки — тёмные линии, отчетливо видимые на Марсе. В 1887 году Луиджи Скиапарелли назвал их итальянским словом «canali».
В конце 19 века Персивалль Ловелл (Percival Lowell) считал, что увидел, как в зависимости от времени года меняется растительность, окружающая марсианские реки. На самом деле, многочисленные исследования зафиксировали утренние туманы в марсианских каньонах. Ловелла подвёл его телескоп.
В 20 веке исследования NASA давали противоречивые результаты. Хотя спутник сфотографировал следы древних рек и океанов на поверхности Марса, в 1960-х годах исследователи предположили, что на Марсе из-за тонкого слоя атмосферы и холода невозможно существование воды в жидком состоянии.
В 2010 году студент университета Аризоны Лужендра Оджха, изучая фотографии Марса, заметил тёмные прерывистые полосы, напоминавшие реки. Сопоставив снимки с минеральными картами Марса, сделанные камерой HiRISE, Оджха заметил, что в марсианской воде содержится перхлорат натрия и перхлората магния — вещества, мешающие жидкости замёрзнуть даже при низких температурах.
Историческое сравнение Земли и Марса также позволило некоторым исследователям NASA предположить, что жизнь зародилась на Марсе, и древние микробы были занесены на Землю именно оттуда. В прошлом многие заявления касательно жизни и воды на Марсе были ошибочны.
Однако древние микробы прекрасно жили в ледяной щёлочной среде на Земле — среде, аналогичной марсианской. Поэтому учёные ринулись в серные пещеры, к горячим источникам на Камчатке, в Йеллоустоунский национальный парк и к солёным озёрам Антарктики.
Неожиданно, после результатов, полученных от «Кьюриосити», учёные заинтересовались, какие организмы могут жить в покрытых льдом озере или земле, или в глубоких пещерах и шахтах.
По мнению исследовательницы NASA Пенелопы Бостон, если микроорганизмы живут во враждебной среде на Земле, то они могут выжить и под поверхностью Марса. Бостон смогла убедить многих скептиков в NASA, что существование жизни на Марсе вполне вероятно.
Элисон Мюррэй (Alison Murray) и Питер Доран (Peter Doran) исследовали микробы солёных, покрытых льдом озёр Антарктики. Учёные нашли новые микробы. Биолог Джилл Бенфилд (Jill Banfield), изучавший реку Колорадо и воду заброшенной шахты в Калифорнии, также обнаружил новые типы микробов.
Нора Ноффке спровоцировала новую волну поиска жизни на Марсе. На Земле микроорганизмы, живущие в солёных водах, образуют осадочные породы — микробно-индуцированные осадочные структуры (MISS). По словам Ноффке, если Земля на ранней стадии развития была похожа на сегодняшний Марс, то на Красной планете, возможно, сохранились микробно-индуцированные осадки.
Ноффке изучила изображения Марса, полученные с «Кьюриосити» — структуры на изображениях выглядели очень знакомо.
Вскоре Ноффке написала работу, где высказала свою гипотезу о существовании микроорганизмов на Марсе. Команда, работавшая над проектом «Кьюриосити», опубликовала опровержение этой гипотезы.
В 2015 году с помощью анализа, проведённого межпланетной станцией Mars Reconnaissance Orbiter, учёные обнаружили потоки воды, не замерзающие при низкой температуре благодаря перхлоратным солям.
Напряжение нарастало. Команда «Кьюриосити» заявила, что Ноффке не разбирается в геологии. Ноффке ответила: «Сейчас это размытый склон холма, но в прошлом здесь было озеро. <…> Это холм, оставшийся от извилистой речной системы. Именно в таких местах и можно найти бактериальные маты на Земле».
Единственный способ ответить на главный вопрос однозначно — отправить людей на Марс. Однако запустить космический корабль, на котором было бы достаточно топлива, чтобы после посадки на Марс вернуть людей на Землю, — задача не из лёгких.
Поэтому сначала, возможно, люди окажутся на орбите вокруг Марса.
NASA планирует отправить людей на Марс к 2030-м годам, а совместная европейская и российская программа «Экзомарс» должна к 2020 году выбрать для посадки дно одного из озёр планеты.
Ещё одно доказательство существования древних микробов около кратера «Гейл» нашёл геолог Грег Реталлак (Greg Retallack). Он заметил в почве высокое содержание сульфата, который производится анаэробными бактериями.
В 2016 году мир внимательно следил за запуском «Скиапарелли» — аппарата, разработанного Европейским космическим агентством. Посадка была неудачная, и «Скиапарелли» разбился. Однако это была всего лишь одна из попыток. Европейское космическое агентство планирует вернуться на Марс в 2020 году.
есть ли жизнь на Марсе – Москва 24, 29.09.2015
29 сентября 2015, 17:14
Наука
Фото: ТАСС/Сергей Метелица
Американские исследователи обнаружили на Марсе воду. Потоки соленой воды появляются сезонно и быстро исчезают, но сам факт их существования может свидетельствовать о присутствии простейших форм жизни на Красной планете.
История исследования Марса и тайны четвертой планеты – в материале m24.ru.
Ни одно из небесных тел за исключением Луны и Солнца никогда не волновало человечество так, как Марс. Красная планета, названная в честь древнеримского бога войны, будоражила умы многих поколений. В древности красный блеск Марса считали предвестником ужасных бед и войн. В Римской империи даже успех военных походов связывали с благоволением коварного и своенравного бога.
Марсианские каналы
Исследование Марса началось еще за полтора тысячелетия до нашей эры. Первопроходцами были древние египтяне, которые вообще довольно активно интересовались небесными светилами (в отличие от тех же римлян). Дело в том, что жизнь в дельте Нила очень сильно зависела от разлива реки, а изменение блеска Венеры оказалось действенным методом предсказания погоды.
Впрочем, египетские исследования были чисто умозрительными. Никаких оптических приборов у древних Кеплеров не было. Они лишь заметили, что Марс слишком часто меняет свое положение в небе и присвоили ему статус блуждающего объекта, в отличие от статичных звезд.
Фото: ТАСС/Киодо
Настоящие исследования развернулись лишь в XVII веке усилиями Галилео Галилея. Согласно запискам великого ученого, на Марсе его больше всего заинтересовали пятна. Как и его последователей, многие из которых, в свою очередь, весьма сильно озаботили инквизицию.
Но настоящий бум вокруг Марса произошел в конце XIX столетия. В это время человечество бредило идеей существования жизни на небесных телах. Наиболее вероятными кандидатами на эту роль считались Луна, Венера и Марс. Герберт Уэллс, Жюль Верн и другие знаменитые писатели видели внеземные цивилизации именно на спутнике Земли.
Все изменилось в одночасье в 1877 году, когда во время «великого противостояния» (когда Марс и Земля оказываются ближе всего друг к другу) итальянский астроном Джованни Скиапарелли открыл на Красной планете непонятные прямые линии, которые назвал словом canali. В общем-то, он не имел в виду ничего необычного, поскольку перевести это можно было и как «линии». Но молва немедленно разнесла по свету: на Марсе открыты каналы, там живет высокоразвитая цивилизация, занимающаяся ирригацией плодородных земель.
Интерес к Марсу возрос в десятки раз. К тому же через некоторое время было открыто, что температура воздуха на Венере составляет примерно 500 градусов по Цельсию, а на Луне отсутствует атмосфера. Таким образом, Марс остался единственным кандидатом в «живые» небесные тела нашей Солнечной системы.
НАСА объявило о появлении на Марсе потоков воды
Марсианские каналы будоражили умы человечества примерно семьдесят лет. Уже после Второй мировой войны стало ясно, что никаких ирригационных сооружений на Марсе не было и нет, а поиски жизни на Марсе свелись к попыткам обнаружения существования простейших форм жизни.
Следы жизни в марсианских метеоритах
Но каналы оказались не единственной неожиданностью Марса. Ученых весьма сильно заинтересовало содержание метеоритов, имеющих марсианское происхождение.
В 1984 году группа исследователей наткнулась в Антарктиде на метеорит ALH84001. Находку доставили в одну из американских лабораторий, где принялись тщательно изучать.
Анализ показал, что небесное тело прилетело в страну льда прямиком с Марса.
Но самым главным оказалось даже не это, а то, что в составе пород оказались ароматические углеводороды, которые подозрительно напоминали окаменелости земных бактерий. Возникла гипотеза о том, что на Красной планете существуют простейшие формы жизни, которые находятся в самом начале процесса эволюции.
В настоящее время доказательств того, что на Марсе существует хоть какая-то жизнь, не существует. Образцы пород, взятые марсоходом Curiosity на поверхности планеты, свидетельствуют о том, что никаких живых существ на планете нет. И самое главное: на планете до вчерашнего дня не удавалось обнаружить воду, а именно она является основой всего живого на Земле.
«Утро»: Энтузиасты обнаружили фрагменты скелетов на фото с Марса
Что собой представляет Марс
Настало время ответить на вопрос, что, собственно, собой представляет Марс. Масса Красной планеты составляет всего 10 процентов от массы Земли.
Там практически нет атмосферы – ее давление в 160 раз меньше земного и еще значительнее уступает давлению атмосферы Венеры.
В целом планета находится на границе так называемой обитаемой зоны – участка Солнечной системы, где теоретически может возникнуть жизнь. Впрочем, если она и могла возникнуть на Марсе, то только около экватора, где температура порой достигает вполне комфортных +20. У полюсов соседа Земли никакая жизнь невозможна, там 140-градусный мороз, что почти в два раза превосходит земные рекорды.
Из-за практически полного отсутствия атмосферы поверхность Марса также сильно изрыта кратерами, как и лунная. Метеориты периодически бомбардируют Марс, оставляя на его «лице» новые отметины.
На планете регулярно происходят пылевые бури. Вообще, пыли там предостаточно: часть образуется от интенсивной метеоритной бомбардировки, часть – от эрозии горных пород. Кстати, о горах. Если на Земле высочайшая вершина Эверест достигает лишь 8848 метров, то марсианская гора Олимп – 21 километра.
«Утро»: Астрономы опровергли возможность увидеть Марс без телескопа
Текущие исследования
В настоящее время Марсу отводится ключевая роль в исследованиях внутри Солнечной системы. Именно на него направлены взоры астронавтов. НАСА планирует запустить пилотируемый космический корабль к Марсу в течение ближайших 15 лет. Пока человек побывал только на Луне, но это путешествие даже близко нельзя сравнить с полетом на Марс – кораблю придется находиться в полете около двух лет.
Пока Красную планету обследуют марсоходы Opportunity и Curiosity, а заодно и астрономы, не покидающие уютные земные обсерватории. Именно благодаря их исследованиям был сделан вывод о наличии сезонных потоков воды на Марсе.
Однако необходимо понимать, что человечество не сможет жить на Красной планете. Благодаря усилиям фантастов родились проекты марсианских городов под стеклянным колпаком. Реализовать столь смелые идеи пока никто не отважился.
Вершиной смелости является заявление зампреда правительства России Дмитрия Рогозина о колонизации Луны.
А Марс… Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе – пройдут еще десятилетия, пока нога человека ступит на песчаную марсианскую почву.
У Красной планеты еще хватает тайн, которые ищут своих исследователей.
наука космос исследования Марс планеты Красная планета
Действительно ли есть жизнь на Марсе?
Задание в классе: Действительно ли есть жизнь на Марсе?
Упражнение: Действительно ли есть жизнь на Марсе?
Учебные задачи
Исходная информация
Время, необходимое для занятия
Целевой уровень
Материалы
Процедуры
Веб-ресурсы
Учебные цели:
Студенты будут —
- изучить работы ученых и определить, как ученые проверяют
теории;- построить модель коацерватов, изучить ее характеристики и
сравнить их с характеристиками живых клеток;- предполагают условия, которые могли привести к возникновению жизни.
Справочная информация:
Есть ли жизнь на Марсе? Был ли когда-то клеточный материал на
Красная планета? Ученые давно изучают эти вопросы.
время, и теперь у них есть новая информация, которая может дать некоторые подсказки.
С научной точки зрения, изучение споров о жизни на Марсе
Важно понять, в чем заключается работа ученых.
Как ученые разрабатывают теорию существования жизни на Марсе?Самый простой способ проверить теорию жизни на Марсе — создать серию
предсказаний, которые можно проверить экспериментально. Если тесты поддерживают
предсказания, тогда теория получит поддержку; если тесты
неубедительны или не подтверждают предсказания, то теории
потерять поддержку.Два основных научных вопроса: что такое жизнь на самом деле и
как это началось? Ученые предсказывают, что на примитивной Земле
Атмосфера состояла в основном из аммиака, водяного пара, метана и
водород. При воздействии сильного тепла, ультрафиолетового света, электрического
бури и другие условия, органические молекулы объединяются в
мембраносвязанные капли называются коацерватами.Это, возможно, были
предшественники первых живых клеток на Земле. Если бы Марс мог поддерживать
жизни в ее ранней истории, то жизнь, вероятно, сформировалась на многих других
планеты тоже.
Это, возможно, былиВремя, необходимое для активности:
Один период в классе для завершения анализа
сценария доказательств Марса. Домашнее задание время написать отчет
описание плана исследования. Один период в классе, чтобы сделать и наблюдать
коацерваты.
Целевой уровень:
Средняя школа
Материалы:
Учащиеся работают в группах по два-четыре человека. Каждой группе необходимы следующие материалы:
- Карандаш и бумага
- Справочная информация
Для коацерватной лаборатории:
- 5 мл 1% раствора желатина
- 5 мл 1 % раствора гуммиарабика
- 5 мл 1% раствора соляной кислоты
- Пробирки и пробки
- Капельницы
- pH-бумага
- Штативы для пробирок
- Составные микроскопы с предметными и покровными стеклами
- Градуированные цилиндры на 100 мл
- Разбавленный красный пищевой краситель
- Источник света
Процедуры:
Часть A.
Ученые изучают этот вопрос более 25 лет, и
они сделали много наблюдений. Прочитайте краткие параграфы и
ответить на вопросы анализа и заключения.В 1970-х годах марсианская миссия «Викинг» предоставила информацию о
геология и погода на красной планете. Основная миссия двух
Роботизированные космические корабли должны были определить, есть ли жизнь на Марсе.Считалось, что условия на Марсе слишком суровы для крупной жизни
формы. На Марсе нет жидкой воды, а атмосфера очень
тонкий. В течение суток температура на Марсе может колебаться от 10 градусов С до
-80 градусов по Цельсию. Большие перепады температуры вызывают сильные ветры и пыльные бури по всей планете. В связи с этими условиями ученые решили
ищите микроорганизмы, а не крупные формы жизни.Космический корабль «Викинг» провел несколько экспериментов. В одном
Для проведения эксперимента образцы почвы были взяты из разных мест.
образцы почвы помещали в питательный бульон, который поддерживал рост
микроорганизмов на Земле.
проверено временем.Ученые были взволнованы, обнаружив, что марсианский грунт производит углерод
диоксида в питательном бульоне. Однако количество углекислого газа
произведенное в марсианском грунте, было намного меньше, чем количество, которое могло бы
производиться живыми существами на Земле. Результаты викингов
космические эксперименты не являются окончательными. Ученые еще не
конечно, если бы жизнь существовала на Марсе.Миссия «Викинг» не доставила на Землю образец марсианской породы. К
изучают марсианские породы, группа ученых из Космического центра имени Джонсона НАСА и
в Стэнфордском университете изучали метеориты с Марса.
метеориты извержены и были собраны на Земле из
с 1815 по 19 гг.95. Все они содержат сходные минералы, и многие из них свидетельствуют о
взаимодействия с жидкой водой. Потому что все марсианские метеориты
магматические породы, они мало что говорят нам об атмосфере Марса
и вода, как мы могли узнать из исследований отложений и почв.В одном метеорите есть несколько карбонатных глобул, которые выглядят как древние
Окаменелости земли. Эти капли, называемые карбонатными розетками, имеют запиленные ядра.
с марганцем и окруженный карбонатом железа, затем железным
сульфидный слой. Бактерии в прудах образуют такие же розетки. Органический
химические вещества, ПАУ (полициклические ароматические углеводороды), были обнаружены, что
могли быть образованы примитивными бактериями. Электронные микроскопы имеют
также обнаружил крошечные каплевидные кристаллы нагнетита и железа.
сульфид. Некоторые бактерии могут производить подобные кристаллы.
изображения глобул выглядят как крошечные окаменелые нанобактерии, которые
могут быть похожи на ранние земные бактерии.После прочтения сводки информации попросите учащихся выполнить
следующий:
- Составьте список всех доказательств, которые есть у ученых
обнаруженный.- Исходя из вашего понимания фактов, определите, какие прогнозы
сделали ученые.- Выберите одну гипотезу или прогноз и создайте воображаемый
эксперименты или исследовательские проекты, которые, по вашему мнению, должны быть проведены для
подвергнуть предсказание научной проверке. Убедитесь, что ваш
предложение реалистично, и решите, какие доказательства вы хотели бы
собирать. (Невозможно вернуться в прошлое или путешествовать в
Скорость деформации.)Предложите учащимся выполнить задание «Подумайте об этом» в своей науке.
журналы. Обсудите предложенные ими эксперименты в классе. Предсказания
не имеют никакой ценности, если они не могут быть проверены с помощью научных экспериментов.
или проверено с имеющимися доказательствами. Дополнительные ресурсы можно найти
в майском выпуске журнала Discover Magazine: The Coming Age of
Разведка и в «Ошибки в данных?» Гиббс, В. и Кори С. Пауэлл,
Scientific American, октябрь 1996 г., стр. 20–22.Если вы хотите узнать больше информации, напишите в Antarctic Meteorite,
Почтовый индекс SN2, Космический центр Джонсона НАСА, Хьюстон, Техас 77058.Часть B. Коацерваты: начало жизни?
- Работайте парами и надевайте защитные очки. Залить раствором желатина.
в пробирку и добавьте раствор гуммиарабика. Заткните трубку,
осторожно перемешайте и не встряхивайте.- Снимите пробку, возьмите каплю жидкости и проверьте ее рН.
Запишите любые наблюдения о жидкости в пробирке.- Нанесите 1-2 капли смеси на предметное стекло, добавьте
покровное стекло и ищите коацерваты при слабом увеличении. Соблюдайте
коацерватирует под большим увеличением и рисует то, что вы видите.- Добавьте 2 капли соляной кислоты (БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ, СОЛЯНАЯ КИСЛОТА МОЖЕТ
BURN YOUR SKIN) в смесь из пробирки и, когда она станет прозрачной, приготовьте
новый слайд для влажного монтажа, как вы делали это раньше. Прежде чем добавить покровное стекло,
добавьте небольшую каплю разбавленного пищевого красителя и один раз проверьте наличие коацерватов
опять же как при слабом, так и при сильном увеличении.- Записывайте наблюдения и делайте рисунки.
- Посмотрите на подготовленные препараты бактерий и одноклеточных простейших.
Вопросы:
- Какая связь между pH и образованием
коацерваты?- Какие условия в древних океанах могли вызвать появление коацерватов?
форма?- Сравните и сопоставьте подготовленные слайды ячеек с вашим
наблюдения за коацерватами.- Если жизнь будет найдена на других планетах, будет ли она похожа или отличается от
от жизни здесь, на Земле? Поясните свой ответ.Ссылка: это наблюдение основано на лабораторных работах в
Лабораторное руководство по биологии Аддисона-Уэсли и биология Прентиса Холла
Лабораторное руководство.
Действительно ли есть жизнь на Марсе? 
Количество углекислого газа в бульонах
Почему признаки жизни на Марсе остаются такими загадочными
Для ученых, ищущих инопланетные формы жизни, песня сирен Марса набирает обороты. Многочисленные недавние наблюдения, сделанные марсоходами на красной планете, могут нести следы микробов — возможное указание на то, что Земля — не единственное убежище для жизни в Солнечной системе.
Ранее в этом месяце было объявлено об одном захватывающем проблеске: марсоход НАСА Curiosity обнаружил смесь изотопов углерода в породах кратера Гейла, которая, если бы ее увидели на Земле, была бы признаком жизни. Марсоход также стал свидетелем как случайных, так и сезонных всплесков метана, газа на Земле, который в основном производится биологическим путем.
Примерно в 2300 милях от нас, в кратере Джезеро, марсоход НАСА «Настойчивость» обнаружил странные фиолетовые покрытия на камнях дна кратера. Эти покрытия широко распространены и напоминают пустынные лаки на Земле, разрастающиеся в присутствии микробов.
Curiosity сделал это селфи в месте, названном «Мэри Эннинг» в честь английского палеонтолога XIX века. Марсоход зацепил три образца пробуренной породы на этом участке по пути из региона Глен-Торридон, где, по мнению ученых, древние условия могли быть благоприятными для жизни.
NASA/JPL-Caltech/MSSS
Пожалуйста, соблюдайте авторские права.
Несанкционированное использование запрещено.
Однако пока ученые не готовы сделать вывод, что наш алый сосед когда-то был обитаем. Почти каждый заманчивый намек на биологию также может быть объяснен каким-то пока еще незнакомым аспектом марсианской геологии или химии — мы так многого не знаем о том, как устроена планета, и как неживые явления могут маскироваться под отпечатки пальцев жизни.
«Это инопланетный мир, на который мы смотрим, и поэтому кто знает, о чем мы даже не думали», — говорит заместитель научного сотрудника Curiosity Эбигейл Фрейман из Лаборатории реактивного движения НАСА.
Ученые говорят, что следующим шагом в исследовании Марса на наличие жизни будет возвращение кусочков планеты в лаборатории на Земле, где самые точные инструменты смогут найти ответы на один из самых старых вопросов человечества. Марсоход Perseverance уже занят сбором первого набора образцов, которые могут содержать доказательства того, что микроорганизмы жили в кратере Джезеро миллиарды лет назад.
Независимо от ответа, он расскажет нам кое-что важное о происхождении жизни на нашей планете.
«Древняя история [двух планет] очень похожа, и это так интригует, что в нашей планетарной эволюции эти пути так сильно разошлись», — говорит астробиолог Эми Уильямс из Университета Флориды. «Если на Марсе нет жизни, то почему? Что изменилось? Что произошло? Почему бы и нет? А если зацепило, что с ним случилось?»
Есть ли жизнь на Марсе?
В наших фантазиях Марс почти всегда был населен — если не инопланетянами, то по крайней мере нашими будущими личностями. Но наблюдения с космических аппаратов быстро развеяли мечты о развитых цивилизациях, сезонно цветущей растительности или даже доброкачественных желатиновых вегетарианцах.
«У нас ничего не светится, ничего не здоровается, у нас не было лучевых пушек, когда мы приземлились», — говорит Эндрю Стил из Института науки Карнеги.
Вместо этого изображения с орбиты и эксперименты, проведенные спускаемыми аппаратами НАСА «Викинг» на поверхности планеты, ясно показали, что Марс не был миром, наводненным легко обнаруживаемой жизнью.
«Такого рода дыра в исследованиях Марса на очень долгое время», — говорит Стил.
В 1996 году ученые объявили, что марсианский метеорит, обнаруженный в районе Аллан-Хиллз в Антарктиде, по-видимому, содержит микроокаменелости — крошечные, червеобразные, минерализованные признаки того, что жизнь ползала по поверхности планеты около 4,1 миллиарда лет назад. Эти наблюдения были двусмысленными и вызывали серьезные разногласия, вызывая споры, которые продолжаются и по сей день. Но был и плюс.
«Противоречие вокруг Аллана Хиллса вызвало бурю эмоций в области астробиологии, — говорит астробиолог Кеннда Линч из Лунного и планетарного института. «Я так благодарен этому камню, потому что он заставил нас очень, очень серьезно задуматься о том, что мы знаем о жизни».
На этом изображении показана скважина в Хайфилде, сделанная марсоходом Curiosity во время сбора образца на хребте Веры Рубин в кратере Гейла на Марсе. Буровой порошок из этого отверстия был обогащен легким изотопом углерода, что является возможным, но неподтвержденным признаком жизни.
NASA/Caltech-JPL/MSSS
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Новая эра исследования Марса началась в 2012 году, когда шестиколесный марсоход NASA Curiosity приземлился в кратере Гейла. Сегодня в выемке шириной 96 миль находится большая гора, содержащая множество слоев отложений, которые хранят записи о марсианском прошлом. Основная цель Curiosity — поиск признаков прошлой пригодности для жизни, таких как вода, органические соединения и источник энергии — ингредиенты, необходимые для жизни, какой мы ее знаем.
Найти следы воды было легко; в конце концов, ученые уже подозревали, что кратер когда-то был заполнен глубоким озером. Curiosity почти сразу определил полосу скал, которые могут образовываться только при наличии воды.
Остальное оказалось не так просто.
За прошедшие годы Curiosity обнаружил в кратере многочисленные органические молекулы — химические строительные блоки для форм жизни на основе углерода.
И он обнаружил признаки древней гидротермальной активности, когда тепло и химические соединения смешивались с проточной водой, создавая возможные источники энергии.
Ровер также определил, что газ метан в кратере поднимается и опускается при смене времен года, и наблюдал случайные массивные импульсы газа, подтверждая наблюдения с Земли, которые не поддавались объяснению более десяти лет. Такое колебание на Земле было бы сильным признаком существ с активным метаболизмом.
Однако ни одно из этих наблюдений до сих пор не было связано с биологией, и всегда есть шанс, что процессы, которые мы не до конца понимаем, имитируют признаки жизни.
«Большинство связанных с углеродом процессов на поверхности Земли являются биологическими, поэтому попытаться изменить наше мышление и подумать о мире, где это может быть неправдой, действительно сложно», — говорит астробиолог Кристофер Хаус из Пенсильванского государственного университета. «Как только вы перестанете ориентироваться на Землю, вы сможете начать думать о других способах поведения Марса».
. В нескольких образцах горных пород из разных мест кратера марсоход обнаружил органические соединения, содержащие странные соотношения изотопов углерода, или атомы одного и того же элемента, которые содержат разное количество нейтронов в своих ядрах.
На Земле организмы предпочитают использовать более легкую форму углерода в метаболических или фотосинтетических реакциях, что приводит к асимметричному соотношению, при котором более легкая форма намного более распространена, чем более тяжелая форма .
В пяти местах кратера Гейла ученые обнаружили то же самое: более легких изотопов углерода было гораздо больше, чем их более тяжелых собратьев, по сравнению с тем, что ученые наблюдали в марсианской атмосфере и в метеоритах. Наблюдения напоминают соотношения углерода, полученные из австралийской формации Тумбиана, обнажения возрастом 2,7 миллиарда лет, которое содержит углеродные сигнатуры древних микробов, метаболизирующих метан.
«Результаты действительно обедненных изотопов углерода очень интригуют. Так убедительно. На Земле это можно сделать только с помощью биологии», — говорит Уильямс.
Но Хаус, руководивший анализом, говорит, что история далека от ясности. Он и его коллеги предложили три возможных объяснения дисбаланса.
Во-первых, подпись действительно принадлежит древним микробам. Другая возможность состоит в том, что Солнечная система давным-давно прошла сквозь межзвездное пылевое облако с особым соотношением изотопов углерода — такие облака, как известно, существуют — и оно оставило свои следы на Марсе. И третье возможное объяснение состоит в том, что ультрафиолетовый свет, взаимодействующий с марсианской атмосферой из углекислого газа, создал странную сигнатуру.
«Мы не знаем ответа, — говорит Хаус. «Это может быть биологическим, а может и не быть биологическим. Все три объяснения соответствуют данным».
Таинственный налет на скалах
Марсоход NASA Perseverance прибыл в кратер Джезеро на Марсе в прошлом году, и он также охотится за признаками древней жизни.
Во время своего путешествия по Джезеро «Настойчивость» обнаружила множество камней с фиолетовым, богатым железом покрытием. Брэдли Гарчински из Университета Пердью, изучающий покрытие, говорит, что оно не похоже ни на что, что марсоходы замечали на Марсе раньше, хотя камни с другим покрытием были замечены и в других частях планеты.
На Земле такие покрытия часто наблюдаются в пустынях, где процветают конгломераты камнегрызущих микробов.
«Они действительно интригуют, и они, безусловно, представляют биологический интерес на Земле, поэтому в переводе они представляют для нас большой астробиологический интерес, когда мы видим, как они формируются в других мирах», — говорит Уильямс.
Линч, изучающий земные аналоги марсианской среды, говорит, что не исключено найти биосигнатуры в каменных лаках Джезеро. «Микробы творят удивительные вещи. Они наносят покрытия и лаки на камни, потому что им нравится есть камень», — говорит она.
Однако, по словам Линча, у ученых гораздо больше информации об окружающей среде на Земле, в которой образуются такие лаки, и этот контекст имеет решающее значение для правильной интерпретации наблюдения.
Даже на нашей планете исследователям необходимо тщательно оценить, был ли такой материал создан жизнью или каким-то другим процессом. Это гораздо более сложный вопрос, на который можно ответить издалека.
«Это удивительно сложная и сложная система, которую мы исследуем на Марсе, — говорит Фрейман.
Неоднозначность из другого мира
На данный момент для окончательного обнаружения жизни необходимо доставить кусочки Марса обратно на Землю, где ученые смогут использовать самые совершенные инструменты для их тщательного изучения. Одной из основных задач Perseverance является идентификация и сбор образцов горных пород для будущего космического корабля, который можно будет отправить домой.
«Образцы, которые мы сейчас собираем, очень тщательно отбираются, — говорит Фрейман. «Мы в целом знаем контекст, из которого они исходят. … Это будет ключом к решению этих больших вопросов».
Но даже наличие кусков Марса в лаборатории не избавит от двусмысленности.
Ученые до сих пор спорят о том, кто мог или не мог жить в ALH84001, этом куске древней марсианской коры, который врезался в Антарктиду около 13 000 лет назад. Стил, недавно проведший свежий анализ метеорита, изучает горную породу уже 25 лет.
«Одна из причин, по которой я продолжал искать: если это не жизнь, то что?» он говорит.
Стил и его коллеги сообщили ранее в этом месяце, что сложные органические вещества в ALH84001 были созданы без участия жизни, и что виноваты обычные химические реакции, которые происходят, когда подземные жидкости взаимодействуют с горными породами и минералами.
«Значит ли это, что в этом метеорите нет марсианской жизни? Ну, нет, я не могу этого доказать, — говорит Стил. «Если там существует марсианский организм, он не показывает нам чего-то общего с земными организмами. Это что-то совершенно другое, и я все еще в поисках».
Могут ли такие геологические реакции быть источником марсианского метана, или органики, засоряющей планету, или каменного покрытия в Джезеро? Это вполне правдоподобно, говорят астробиологи.