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.
Органика в Солнечной системе
Мы знаем, что ранняя Солнечная система изобиловала ингредиентами для возникновения жизни. И что на ранней Земле также были эти ингредиенты. И еще была жидкая вода на ее поверхности. На молодом Марсе, вероятно условия были такие же, как и на древней Земле.
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, нам еще не удалось создать жизнь в научной лаборатории.
Открытия «Curiosity»
Недавно НАСА заявило, что его марсианский ровер «Curiosity» сделал два больших открытия. Первое: на Марсе обнаружены древние органические молекулы. Их нашли в породах возрастом 3 миллиарда лет. Второе: уровень метана в марсианской атмосфере меняется в зависимости от времен года. И это явление повторяется в течение многих лет. Это, без сомнения, очень интересные находки. Но подразумевают ли они наличие жизни на Марсе? Едва ли.
Во-первых нужно понимать, что то, что мы называем органической молекулой, и то, что ученые называет органической молекулой – это большая разница. Мы привыкли думать, что «органический» – это значит являющийся частью живого существа. 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. Их много в межзвездных газовых облаках. Они встречаются в астероидах и метеоритах. И в каждом мире, который мы когда-либо изучали. В том числе и на Марсе.
Вода 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. Обнаружены области, заполненные гематитовыми шариками. На Марсе найдены иссохшие русла рек с причудливыми изгибами. И многое другое. Также на Красной планете было обнаружено большое количество льда, находящегося под поверхностью. И доказательства существования протекавшей в частности, по склонам стен кратеров, жидкой воды.
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 на Марсе. И что некоторые формы микробной жизни все еще живы. Это было большой надеждой для многих ученых, работающих над исследованиями Марса в течение нескольких поколений.
Эксперименты Viking
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 нем все питательные вещества были помечены радиоактивным углеродом-14. Затем радиоактивный углерод-14 должен был метаболизироваться в радиоактивный диоксид углерода. Последний должен был появиться только в случае присутствия жизни.
По крайней мере, в этом была логика. Радиоактивный диоксид углерода был обнаружен. Но возникла проблема. Ведь его можно получить и неорганическим путем, посредством чисто химических реакций. В 2008 году посадочный аппарат «Mars Phoenix» обнаружил перхлораты в почве Марса. Это могло послужить причиной первого положительного результата эксперимента LR. При нагревании перхлорат может (в присутствии определенных химических соединений) выделять хлорметан и дихлорметан, которые зафиксировал «Viking» 1 и 2. Проблема в том, что марсианская почва, подвергнутая интенсивному УФ-излучению, могла создать эти соединения без участия биологических процессов.
Метан Марса
С прибытием «Curiosity» на Марс ученые обнаружили, что атмосфера Марса содержит метан. И что его уровень 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 и микробов. Но можно создать его и путем пропускания воды через определенные подповерхностные породы. Такие, например, как оливин.
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.
Марс геологически активен
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 активность.
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.