|
Как обнаружить окаменелости микроорганизмов на Марсе
|
|
|
|
Первая жизнь на Земле сформировалась четыре миллиарда лет назад в виде микробов, живущих в бассейнах и морях: что, если то же самое произошло на Марсе? Если бы это было так, как бы мы это доказали? Ученые, надеющиеся обнаружить ископаемые свидетельства древней марсианской микробной жизни, теперь нашли способ проверить свою гипотезу, доказав, что они могут обнаружить окаменелости микробов в образцах гипса, которые являются близкой аналогией сульфатных пород на Марсе.
|
|
|
|
"Наши результаты обеспечивают методологическую основу для обнаружения биосигналов в марсианских сульфатных минералах, что потенциально может стать руководством для будущих миссий по исследованию Марса", - сказал Юсеф Селлам, аспирант Физического института Бернского университета и первый автор статьи в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
|
|
|
|
"Наш масс-спектрометр с лазерной абляцией и ионизацией, прототип прибора для космических полетов, может эффективно обнаруживать биосигналы в сульфатных минералах. Эта технология может быть интегрирована в будущие марсоходы или спускаемые аппараты для анализа на месте".
|
|
Вода, вода повсюду
|
|
|
|
Миллиарды лет назад вода на Марсе высохла. При испарении водоемов образовались гипс и другие сульфаты, в результате чего из воды выпали минералы и, возможно, окаменела любая оставшаяся органическая жизнь. Это означает, что если бы там жили микробы, такие как бактерии, следы их присутствия могли бы сохраниться в виде окаменелостей.
|
|
|
|
|
|
|
"Гипс был широко обнаружен на поверхности Марса и известен своей исключительной способностью к окаменению", - пояснил Селлам. "Он быстро образуется, удерживая микроорганизмы до того, как произойдет разложение, и сохраняет биологические структуры и химические биосигналы".
|
|
|
|
Но чтобы идентифицировать эти окаменелости микроорганизмов, нам сначала нужно доказать, что мы можем идентифицировать похожие окаменелости в местах, где, как нам известно, существовали такие микробы, — например, в средиземноморских гипсовых образованиях, которые образовались во время Мессинского кризиса солености.
|
|
|
|
"Мессинский кризис солености произошел, когда Средиземное море было отрезано от Атлантического океана", - сказал Селлам. "Это привело к быстрому испарению, в результате чего море стало сверхсоленым и образовались толстые слои эвапоритов, включая гипс. Эти отложения являются отличным земным аналогом марсианских сульфатных отложений".
|
|
|
|
Ученые выбрали прибор, который можно было бы использовать в космическом полете: миниатюрный масс-спектрометр с лазерным питанием, который может анализировать химический состав образца с точностью до микрометра.
|
|
|
|
Они взяли пробы гипса из карьера Сиди Бутбал, Алжир, и проанализировали его с помощью масс-спектрометра и оптического микроскопа, руководствуясь критериями, которые могут помочь отличить потенциальные окаменелости микроорганизмов от естественных горных пород.
|
|
|
|
К ним относятся неправильная, извилистая и потенциально полая морфология, а также наличие химических элементов, необходимых для жизни, углеродистых материалов и минералов, таких как глина или доломит, на которые может влиять присутствие бактерий.
|
|
Жизнь на Марсе?
|
|
|
|
Ученые обнаружили в алжирском гипсе длинные извивающиеся ископаемые нити, которые ранее интерпретировались как донные водоросли или цианобактерии, а теперь считаются бактериями, окисляющими серу, такими как Beggiatoa. Они были залиты гипсом и окружены доломитом, глинистыми минералами и пиритом.
|
|
|
|
Присутствие этих минералов свидетельствует о присутствии органической жизни, поскольку прокариоты — клетки без ядра — поставляют элементы, необходимые для образования глины. Они также способствуют образованию доломита в кислой среде, такой как Марс, повышая щелочность окружающей среды и концентрируя ионы в клеточных оболочках.
|
|
|
|
Для того чтобы доломит образовался в гипсе без присутствия органической жизни, необходимы были высокие температуры и давление, которые привели бы к обезвоживанию гипса и которые не согласуются с нашими знаниями об окружающей среде Марса.
|
|
|
|
Если масс-спектрометры выявят присутствие глины и доломита в марсианском гипсе в дополнение к другим биосигналам, это может стать ключевым сигналом окаменелой жизни, который может быть подтвержден анализом других присутствующих химических минералов и поиском похожих органических волокон.
|
|
|
|
"Хотя наши результаты убедительно подтверждают биогенность ископаемых волокон в гипсе, отличить истинные биосигналы от абиотических минеральных образований остается сложной задачей", - предупредил Селлам.
|
|
|
|
"Дополнительный независимый метод обнаружения повысил бы уверенность в обнаружении жизни. Кроме того, Марс обладает уникальными условиями окружающей среды, которые могут повлиять на сохранение биосигналов в течение геологических периодов. Необходимы дальнейшие исследования".
|
|
|
|
"Это исследование является первым астробиологическим исследованием, в котором участвует Алжир, и первым, в котором используется алжирский земной аналог Марса", - сказал Селлам. "Как алжирский исследователь, я невероятно горжусь тем, что познакомил свою страну с областью планетологии.
|
|
|
|
"Эта работа также посвящена памяти моего отца, который был для меня большим источником силы и воодушевления. Потеря его во время этого исследования была одним из самых тяжелых моментов в моей жизни. Я надеюсь, что он гордится тем, чего я достиг".
|
|
|
|
Источник
|
