|
Поиски жизни в снегах и льдах Марса
|
|
|
|
Поверхность Марса чрезвычайно холодная, облученная и сухая. Но когда-то планета была намного теплее и влажнее, с проточной водой, озерами и даже океаном, покрывавшим большую часть ее северного полушария. Из-за этого ученые предполагают, что жизнь, возможно, возникла на Марсе миллиарды лет назад и все еще может существовать там по сей день. С тех пор, как в 1976 году на поверхность высадились миссии "Викинг-1" и "Викинг-2", поиск свидетельств прошлой (и, возможно, настоящей) жизни не прекращался.
|
|
|
|
Поскольку такие миссии, как Curiosity и Perseverance, продолжают исследовать многообещающие регионы, которые когда-то были озерами (кратеры Гейл и Езеро), все еще остаются вопросы о том, где искать дальше. В недавней статье исследователи предложили поискать фотосинтезирующие бактерии, обитающие в снегу и льдах вокруг средних широт Марса. Используя "радиационно пригодные зоны обитания" на Земле в качестве образца, они утверждают, что фотосинтетически активные бактерии могут выжить на открытых участках льда.
|
|
|
|
Исследованием руководил доктор Адитья Халлер, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) и Полярного научного центра Вашингтонского университета (UW-PSC). К нему присоединились коллеги из Лаборатории прикладной физики Калифорнийского университета, Школы исследований Земли и космоса при Университете штата Аризона (SESE-ASU) и Института арктических и альпийских исследований (InstAAR) при Университете Колорадо в Боулдере (UC Boulder). Документ, в котором подробно излагались их выводы, был представлен на 56-й конференции по лунным планетарным наукам (2025 LPSC).
|
|
|
|
|
|
|
На Земле бактерии могут выживать и процветать во льду даже на глубине нескольких метров. Защитный озоновый слой Земли защищает эти организмы от вредного ультрафиолетового излучения, позволяя им безопасно поглощать так называемое фотосинтетически активное излучение (ФАР). На Марсе, где атмосфера разрежена (менее 1% от земной) и отсутствует озоновый слой, на поверхность попадает примерно на 30% больше вредного ультрафиолетового излучения. Однако численное моделирование предсказывает, что лед и снег вокруг экватора могут таять под поверхностью.
|
|
|
|
Наличие жидкой воды на таких глубинах может сделать эти подземные условия наиболее легкодоступными для будущих астробиологических миссий. Чтобы исследовать эту возможность, команда разработала модель переноса излучения (RTM), основанную на предыдущих исследованиях, в которой используется метод Дельта-Эддингтона (упрощенное средство расчета потоков излучения). Эта модель позволила им смоделировать вертикально расположенные слои снега, льда и марсианской пыли.
|
|
|
|
Поскольку солнечный поток еще не был измерен в толще льда на Марсе, команда использовала ледник Гренландии в качестве аналога. Их результаты показали, что во всех случаях большая часть солнечной радиации поглощается в пределах нескольких верхних метров льда, но увеличивается в зависимости от размера частиц. В целом, они обнаружили, что солнечная радиация может достигать максимальной глубины около 6,5 метров (21,3 фута) в чистом льду. В то же время биологически вредное ультрафиолетовое излучение проникает на глубину около 3 м (~10 футов) в чистом гранулированном, плотном льду (фирн). Их результаты также показали, что проникновение ПАРА значительно варьировалось в зависимости от количества пыли во льду.
|
|
|
|
Для льда с содержанием пыли 0,01% уровень PAR достигал всего 25 см (~10 дюймов) под поверхностью, в то время как максимальная глубина проникновения УФ-излучения была снижена примерно до 7 см (2,75 дюйма). Для льда с концентрацией пыли 0,1% этот показатель был снижен всего до 5 см (~2 дюймов) при максимальном проникновении ультрафиолетового излучения в 1,5 см (0,6 дюйма). В целом, они обнаружили, что на Марсе могут быть радиационно пригодные для жизни зоны внутри открытых участков льда в средних широтах на глубине от нескольких сантиметров для пыльного льда до нескольких метров для более чистого льда.
|
|
|
|
На Земле микробам для деления клеток требуется температура выше -18°C (-0,67°F). Между тем, для фотосинтеза необходимы благоприятные условия солнечного излучения и наличие жидкой воды. И хотя условия внутри марсианского полярного льда слишком холодные, чтобы на таких глубинах могло произойти таяние, численные модели предполагают, что небольшое количество таяния и стока может происходить на открытых участках снежного покрова в средних широтах непосредственно под поверхностью. Как указывает команда, это может иметь значительные последствия для поиска жизни на Марсе:
|
|
|
|
"В подобных эфемерных условиях, близких к температуре замерзания, широко распространенные микробные среды обитания, содержащие цианобактерии, хлорофиты, грибы, диатомовые водоросли и гетеротрофные бактерии, находятся в неглубоких слоях (от нескольких сантиметров до нескольких метров) ледяных покровов, ледников и озерного льда, содержащих пыль и осадочные породы на Земле.
|
|
|
|
"Летом лед в неглубоких подземных слоях тает из-за солнечного нагрева в этих местах. Затем в подземных слоях, под полупрозрачным ледяным покровом, происходит фотосинтез, при котором питательные вещества извлекаются из пыли и отложений, присутствующих в жидкой подземной воде. Зимой подземная жидкость снова замерзает, и фотосинтез прекращается до следующего лета."
|
|
|
|
Следовательно, если лед и снег в экваториальных регионах начнут сезонно таять, микробы, такие как цианобактерии, смогут комбинировать эту воду с питательными веществами, содержащимися в марсианской пыли во льду, для проведения фотосинтеза. Если такие места обитания существуют, они будут представлять собой наиболее легкодоступные места для поиска свидетельств жизни на Марсе.
|
|
|
|
Источник
|
