О происхождении органики на красном Марсе

Уровень метана в марсианской атмосфере меняется в зависимости от смен времен года, и это явление повторяется в течение многих лет

0

Загадка того, как возникла жизнь на Земле, является одной из величайших тайн современной науки. Мы знаем уже достаточно много о том, как именно жизнь миллиарды лет назад эволюционировала от одноклеточного, относительно простого состояния к разнообразным, сложным, дифференцированным и макроскопическим организмам, которые населяют наши экосистемы и биосферу. Мы знаем, что ранняя Солнечная система изобилует ингредиентами для возникновения жизни, и что на ранней Земле также были эти ингредиенты, а также жидкая вода на ее поверхности. На молодом Марсе, вероятно условия были такие же как на древней Земле.

марсоход Куриосити
Марсоход NASA обнаружил древние органические молекулы на Марсе в осадочных породах, возраст которых составляет миллиарды лет. Они содержат углерод и серу и могут быть связаны с жизнью за пределами Земли. (NASA / GSFC)

Но существование ингредиентов для жизни на планете совместно с условиями, подходящими для ее возникновения, вовсе не означает, что она должна неизбежно появиться. Несмотря на все наши открытия и технологии, нам еще не удалось создать жизнь в научной лаборатории. Недавно НАСА заявило, что его марсианский ровер «Curiosity» сделал два больших открытия:
На Марсе обнаружены древние органические молекулы, они найдены в породах возрастом 3 миллиарда лет. Уровень метана в марсианской атмосфере меняется в зависимости от смен времен года, и это явление повторяется в течение многих лет. Это, без сомнения, очень интересные находки. Но подразумевают ли они жизнь на Марсе? Едва ли.

Уровень метана на Марсе
Сезонные изменения уровня метана, повторяющиеся в течение многих лет, были обнаружены марсоходом Curiosity Rover.  Концентрации метана максимальны летом и минимальны зимой, но всегда выше нулевого уровня. (NASA / JPL-Калифорнийский технологический институт)

Во-первых, нужно понимать, что то, что мы называем органической молекулой, и то, что ученые называет органической молекулой – две большие разницы. Мы привыкли думать, что «органический» – это значит являющийся частью живого существа, появившийся в результате естественных процессов. Органические молекулы могут быть жирными кислотами, белками, сахарами или крахмалами, или даже такими сложными, как ДНК. Эти биологически интересные молекулы действительно являются органическими и необходимы для жизни в том виде, в котором мы ее знаем. Но для ученого определение органической молекулы гораздо более простое: это молекула, содержащая хотя бы один атом углерода.
Поскольку углерод является четвертым по распространенности элементом во Вселенной, уступая только водороду, гелию и кислороду, куда бы вы не обратили свой взгляд – вы наткнетесь на органические молекулы. Большинство звезд имеет высокое содержание углерода, как и все каменистые тела, которые мы исследовали в Солнечной системе. Органические молекулы могут быть обычным явлением в космосе. Они присутствуют в большом изобилии вокруг молодых массивных звезд, в межзвездных газовых облаках, в астероидах и метеоритах, и в каждом мире, который мы когда-либо изучали. В том числе на Марсе.
Марс интересен нам еще и тем, что он имеет убедительные свидетельства существования на нем в прошлом жидкой воды. Исследователи обнаружили на планете слои обнаженных осадочных пород, области, заполненные гематитовыми шариками, иссохшие русла рек с причудливыми изгибами и многое другое. Так же на Красной планете было обнаружено большое количество льда, находящегося под поверхностью, и доказательства существования протекавшей в частности, по склонам стен кратеров, воды.

Кратер Ньютона. Марс
Цветное изображение внутренней поверхности кратера Ньютона, показывающее повторяющиеся линии склонов, которые сегодня являются самым сильным свидетельством существования текущей жидкой воды на поверхности Марса. (NASA / JPL-Caltech / Univ.)

Большая часть поверхности Марса сухая и холодная уже очень давно, но на протяжении более миллиарда лет жидкая вода и комфортные температуры были здесь нормой. Кажется очевидным, что жизнь когда-то давно возникла там, и что некоторые формы микробной жизни все еще живы. Это была большая надежда для многих ученых, работающих над исследованиями Марса в течение нескольких поколений. В 1970-е годы первые посадочные аппараты (Viking 1 и 2) коснулись поверхности Марса и выполнили свои знаменитые эксперименты. Эксперимент с маркировкой (LR) взял образец марсианской почвы и добавил к нему каплю питательного раствора, в котором все питательные вещества были помечены радиоактивным углеродом-14. Затем радиоактивный углерод-14 должен был метаболизироваться в радиоактивный диоксид углерода, который должен быть обнаружен только в случае присутствия жизни.
По крайней мере, в этом была логика. Радиоактивный диоксид углерода был обнаружен, возникла проблема. Его можно получить и неорганическим путем, посредством чисто химических реакций. В 2008 году посадочный аппарат «Mars Phoenix» обнаружил перхлораты в почве Марса, что могло послужить причиной первого положительного результата эксперимента LR. При нагревании перхлорат может – в присутствии определенных химических соединений – выделять хлорметан и дихлорметан, которые были обнаружены «Viking» 1 и 2. Проблема в том, что марсианская почва, подвергнутая интенсивному УФ-излучению, могла создать эти соединения без участия биологических процессов.

Метан на Марсе
Существует несколько потенциальных путей для производства метана на Марсе, включая биологические и геологические. Также возможно, что оба они существуют одновременно. (NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU-Berlin / MSSS)

С прибытием «Curiosity» на Марс мы обнаружили, что атмосфера Марса содержит метан, и что уровень его является зависимым от времен года на планете. Вероятно, это связано с подповерхностным минералом, известным как клатрат метана, который может возникать различными путями. Земной метан происходит в основном при биологических видах деятельности: метаболизма млекопитающих (таких, как коровы) и микробов. Но вы можете создать его путем пропускания воды через определенные подповерхностные породы, такие, например, как оливин.
В науке так принято, если вы хотите объяснить что-то новое, вы всегда по умолчанию удовлетворяетесь простейшим объяснением. Но что делает объяснение самым простым? Самым простым является то, которое требует наименьшего числа новых предположений за пределами тех, что мы уже сделали.
Кратер Гейл, где «Curiosity» приземлился и собирает свои данные, в древности был одним из заполненных водой озер, которые теперь высохли. Метан, который марсоход обнаруживает здесь, может, конечно, иметь органическое происхождение, но нет оснований думать, что это должно быть именно так. Неорганические процессы вполне могут быть ответственны за присутствие и постоянное пополнения уровня метана в этом районе.

Хорошей новостью является то, что даже если этот метан является геологическим по происхождению, это говорит что-то новое о Марсе: он геологически более активен, чем думали раньше. Геологический процесс, который создает метан, известен как серпентинизация, и он требует наличия жидкой воды, взаимодействующей с камнями в присутствии тепла. Это означает, что на красной планете должна происходить какая-то внутренняя деятельность.
В 2020 году начнутся миссии двух роверов нового поколения: ESO ExoMars и NASA Mars 2020. Вместо косвенных выводов и предположений мы действительно сможем понять, является ли происхождение органических молекул геологическим или биологическим по своей природе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Этот сайт использует куки. Вы можете отказаться, если хотитеПринятьПрочитать больше

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: