|
Наличии микробной жизни в прошлом Марса
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное в соавторстве с геологом из Техасского университета A&M доктором Майклом Тайсом, выявило потенциальные химические признаки древней марсианской микробной жизни в горных породах, исследованных марсоходом НАСА "Персеверанс".
|
|
|
|
Результаты, опубликованные большой международной группой ученых, сосредоточены в районе кратера Езеро, известном как формация Брайт—Энджел - название, выбранное из-за расположения в национальном парке Гранд-Каньон светлых марсианских скал. Эта область в марсианском канале Долина Неретвы содержит мелкозернистые аргиллиты, богатые окисленным железом (ржавчиной), фосфором, серой и, что особенно важно, органическим углеродом. Хотя органический углерод, возможно, из неживых источников, таких как метеориты, был обнаружен на Марсе и раньше, эта комбинация материалов могла бы стать богатым источником энергии для ранних микроорганизмов.
|
|
|
|
"Когда марсоход прибыл в Брайт-Энджел и начал измерять состав местных пород, команда сразу же была поражена тем, насколько они отличались от того, что мы видели раньше", - сказал Тайс, геобиолог и астробиолог из департамента геологии и геофизики.
|
|
|
|
"Они продемонстрировали признаки химического круговорота, который организмы на Земле могут использовать для производства энергии. И когда мы пригляделись еще внимательнее, мы увидели вещи, которые легко объяснить ранней марсианской жизнью, но очень трудно объяснить только геологическими процессами".
|
|
|
|
|
|
|
Далее Тайс объяснил, что "живые организмы участвуют в химических процессах, которые обычно происходят в природе при наличии достаточного количества времени и подходящих обстоятельств. Насколько нам известно, некоторые химические процессы, которые сформировали эти породы, требовали либо высоких температур, либо жизни, и мы не видим здесь свидетельств высоких температур. Однако эти результаты требуют экспериментов и, в конечном счете, лабораторного изучения образца здесь, на Земле, чтобы полностью исключить объяснения, в которых нет жизни".
|
|
|
|
Команда опубликовала свои выводы в журнале Nature.
|
|
Это окно в водное прошлое Марса.
|
|
|
|
Формация Брайт-Энджел состоит из осадочных пород, отложившихся под воздействием воды, включая аргиллиты (мелкозернистые осадочные породы, состоящие из ила и глины) и слоистые пласты, которые предполагают динамичную среду с текущими реками и стоячей водой. Используя набор приборов Perseverance, включая спектрометры SHERLOC и PIXL, ученые обнаружили органические молекулы и небольшие скопления минералов, которые, по-видимому, образовались в результате "окислительно-восстановительных реакций" - химических процессов, связанных с переносом электронов. На Земле эти процессы часто обусловлены биологической активностью.
|
|
|
|
Среди наиболее поразительных особенностей — крошечные конкреции и "фронты реакции", которые команда марсохода прозвала "маковыми зернышками" и "леопардовыми пятнами", обогащенные двухвалентным фосфатом железа (вероятно, вивианитом) и сульфидом железа (вероятно, грейгитом). Эти минералы обычно образуются в низкотемпературной, богатой водой среде и часто связаны с метаболизмом микроорганизмов.
|
|
|
|
"Дело не только в минералах, но и в том, как они расположены в этих структурах, что позволяет предположить, что они образовались в результате окислительно-восстановительного цикла железа и серы", - сказал Тайс. "На Земле подобные образования иногда образуются в отложениях, где микробы поедают органическое вещество и "дышат" ржавчиной и сульфатами. Их присутствие на Марсе поднимает вопрос: могли ли там происходить аналогичные процессы?"
|
|
|
|
Органическое вещество и окислительно-восстановительная химия
|
|
|
|
Прибор SHERLOC обнаружил спектральную особенность комбинационного рассеяния света, известную как G-диапазон, характерную для органического углерода, в нескольких породах Bright Angel. Самые сильные сигналы поступили с участка под названием "Храм Аполлона", где наиболее распространены вивианит и грейгит.
|
|
|
|
"Такое совместное расположение органического вещества и минералов, чувствительных к окислительно-восстановительным процессам, очень убедительно", - сказал Тайс. "Это позволяет предположить, что органические молекулы, возможно, играли определенную роль в химических реакциях, которые привели к образованию этих минералов".
|
|
|
|
Тайс отмечает, что важно понимать, что "органический" не обязательно означает сформированный живыми существами.
|
|
|
|
"Это просто означает наличие большого количества углерод-углеродных связей", - объяснил он. "Существуют и другие процессы, которые могут способствовать их образованию, помимо жизни. Обнаруженный здесь вид органического вещества мог быть получен в результате абиотических процессов или в результате жизнедеятельности живых организмов. Если бы он был произведен живыми существами, то должен был бы подвергнуться разложению в результате химических реакций, радиации или нагревания, чтобы образовался G-диапазон, который мы наблюдаем сейчас".
|
|
|
|
В исследовании описываются два возможных сценария: один, в котором эти реакции происходили абиотически (под влиянием геохимических процессов), и другой, в котором микробная жизнь могла повлиять на эти реакции, как это происходит на Земле. Поразительно, что, хотя некоторые особенности конкреций и фронтов реакции могли быть вызваны абиотическими реакциями между органическим веществом и железом, известные геохимические процессы, которые могли привести к появлению особенностей, связанных с серой, обычно проявляются только при относительно высоких температурах.
|
|
|
|
"Все имеющиеся у нас способы изучения этих пород с помощью марсохода позволяют предположить, что они никогда не нагревались таким образом, чтобы на них могли появиться пятна леопарда и семена мака", - сказал Тайс. "Если это так, то мы должны серьезно рассмотреть возможность того, что они были созданы существами, подобными бактериям, жившим в грязи марсианского озера более трех миллиардов лет назад".
|
|
|
|
Хотя команда подчеркивает, что эти данные не являются окончательным доказательством существования жизни в прошлом, полученные данные соответствуют критериям НАСА в отношении "потенциальных биосигналов" — признаков, которые требуют дальнейшего изучения, чтобы определить, являются ли они биологическими или абиотическими по происхождению.
|
|
Образец, который стоит вернуть
|
|
|
|
"Персеверанс" собрал образец керна из формации Брайт-Энджел, названной "Сапфировый каньон", который в настоящее время хранится в герметичном контейнере, перевозимом марсоходом. Этот образец входит в число тех, которые должны быть возвращены на Землю в рамках возможной будущей миссии.
|
|
|
|
"Возвращение этого образца на Землю позволило бы нам проанализировать его с помощью приборов, гораздо более чувствительных, чем все, что мы можем отправить на Марс", - сказал Тайс.
|
|
|
|
"Мы сможем изучить изотопный состав органического вещества, мелкомасштабную минералогию и даже поискать микрофоссилии, если они существуют. Мы также смогли бы провести дополнительные тесты, чтобы определить, какие самые высокие температуры испытывают эти породы, и могут ли высокотемпературные геохимические процессы по-прежнему быть лучшим способом объяснения потенциальных биосигналов".
|
|
|
|
Тайс, который долгое время изучал древние микробные экосистемы на Земле, сказал, что параллели между марсианскими и земными процессами поразительны — с одним важным отличием.
|
|
|
|
"Интересно то, что жизнь, возможно, использовала некоторые из тех же процессов на Земле и Марсе примерно в одно и то же время", - сказал он.
|
|
|
|
"Мы видим свидетельства того, что микроорганизмы реагируют на железо и серу с органическим веществом таким же образом в породах того же возраста на Земле, но мы никогда не смогли бы увидеть в старых породах здесь точно такие же особенности, которые мы видим на Марсе. В результате тектонической обработки все наши породы слишком сильно нагрелись, чтобы сохраниться таким образом. Это особенная и захватывающая вещь - иметь возможность увидеть их такими на другой планете".
|
|
|
|
Источник
|
