Căutăm extratereștri pe Marte. Dacă a existat viață, poate a supraviețuit?

Marte are tot ce este necesar pentru ca viața să existe. Analiza meteoriților de pe Marte arată că sub suprafața planetei se află substanțe capabile să susțină viața, cel puțin sub formă de microorganisme. În unele locuri, microbii terestre trăiesc și ei în condiții similare.

Recent, oamenii de știință de la Universitatea Brown au studiat compoziția chimică a meteoriților marțieni - bucăți de rocă care au fost aruncate de pe Marte și au ajuns pe Pământ. Analizele au arătat că aceste roci pot intra în contact cu apa. produce energie chimicăcare permite microorganismelor să trăiască ca la mare adâncime pe Pământ.

Meteoriții studiati ele pot, potrivit oamenilor de știință, să constituie un eșantion reprezentativ pentru o parte semnificativă Crusta lui Marteaceasta înseamnă că o parte semnificativă din interiorul planetei este potrivită pentru susținerea vieții. „Implicațiile importante pentru studiul științific al straturilor de sub suprafață sunt că oriunde există apă subterană pe Marteexistă șanse mari de a obține acces la suficient energie chimicapentru a susține viața microbiană”, a declarat Jesse Tarnas, șeful echipei de cercetare, într-un comunicat de presă.

În ultimele decenii pe Pământ, s-a descoperit că multe organisme trăiesc adânc sub suprafață și, fără acces la lumină, își obțin energia din produsele reacțiilor chimice care apar atunci când apa intră în contact cu rocile. O astfel de reacție este radioliză. Acest lucru se întâmplă atunci când elementele radioactive din rocă fac ca moleculele de apă să se împartă în hidrogen și oxigen. Hidrogenul eliberat se dizolvă în apa prezentă în zonă și în unele minerale precum pirită absorb oxigenul pentru a se forma sulf.

pot absorbi hidrogenul dizolvat în apă și îl pot folosi ca combustibil în reacție cu oxigenul din sulfați. De exemplu, în canadian Mina Kidd Creek (1) Aceste tipuri de microbi au fost descoperite la o adâncime de aproape doi kilometri în apă, unde soarele nu pătrunsese de peste un miliard de ani.

1. Robotul Boston Dynamics explorează o mină

Kidd Creek

W meteorit marțian Cercetătorii au descoperit substanțe necesare radiolizei în cantități suficiente pentru a susține viața. astfel că epavele antice au rămas în mare parte intacte până în zilele noastre.

Studiile anterioare au indicat urme ale sistemelor active de apă subterană pe planeta. Există, de asemenea, o posibilitate semnificativă ca astfel de sisteme să existe și astăzi. Un studiu recent a constatat, de exemplu, posibilitatea unui lac subteran sub acoperire de gheață. Deocamdată, explorarea subsolului va fi mai dificilă decât explorarea, dar, potrivit autorilor articolului, aceasta nu este o sarcină căreia nu putem face față.

Indicii chimice

In anul 1976 NASA Viking 1 (2) a aterizat pe câmpia Chryse Planitia. A devenit primul lander care a aterizat cu succes pe Marte. „Primele indicii au venit când am primit fotografii cu Viking care au arătat urme de sculptură pe Pământ, de obicei cauzate de ploaie”, a spus el. Alexander Hayes, director al Centrului Cornell pentru Astrofizică și Știință Planetară, într-un interviu acordat site-ului Inverse. „A fost prezent pe Marte de mult timp apa in stare lichidacare a sculptat suprafaţa şi a umplut craterele, formând lacuri".

Vikingii 1 și 2 aveau la bord mici „laboratoare” de astrobiologie pentru a-și desfășura experimentele exploratorii. urme de viață pe Marte. Experimentul Tagged Ejection a implicat amestecarea unor mostre mici de sol marțian cu picături de apă care conțineau o soluție nutritivă și câteva absorbant de carbon studiază substanțele gazoase care se pot forma organisme vii de pe Marte.

Studiul unei probe de sol a arătat semne de metabolismdar oamenii de știință nu au fost de acord dacă acest rezultat a fost un semn sigur că există viață pe Marte, deoarece gazul ar fi putut fi produs de altceva decât viață. De exemplu, poate activa și solul, creând gaz. Un alt experiment realizat de misiunea Viking a căutat urme de material organic și nu a găsit nimic. Patruzeci de ani mai târziu, oamenii de știință privesc aceste experimente inițiale cu scepticism.

În decembrie 1984 V. Allan Hills O bucată de Marte a fost găsită în Antarctica. , cântărea aproximativ patru kilograme și era probabil de pe Marte înainte ca un impact străvechi să-l ridice de la suprafață. Planetă roșie spre pământ.

În 1996, un grup de oameni de știință s-a uitat în interiorul unui fragment de meteorit și a făcut o descoperire uimitoare. În interiorul meteoritului au găsit structuri similare cu cele care ar fi putut fi formate de microbi (3) și, de asemenea, descoperit prezența materialelor organice. Afirmațiile inițiale despre viața de pe Marte nu au fost acceptate pe scară largă, deoarece oamenii de știință au găsit alte modalități de a interpreta structurile din interiorul meteoritului, argumentând că prezența materialului organic ar fi putut cauza contaminarea cu materialele de pe Pământ.

3. Micrografie a unui meteorit marțian

marți 2008 spirit mascat am dat peste o formă ciudată care iese din suprafața marțiană în craterul Gusev. Structura se numește „conopidă” datorită formei sale (4). Nu există așa ceva pe Pământ formarea de silice asociat cu activitatea microbiană. Unii oameni au sugerat rapid că au fost formați din bacterii marțiane. Cu toate acestea, ele ar putea fi formate și prin procese non-biologice, cum ar fi eroziunea eoliană.

Aproape un deceniu mai târziu, deținut de NASA lasik curiozitate a descoperit urme de sulf, azot, oxigen, fosfor și carbon (ingrediente vitale) în timp ce forea în roca marțiană. Roverul a descoperit, de asemenea, sulfați și sulfuri care ar fi putut fi folosite ca hrană pentru microbi pe Marte cu miliarde de ani în urmă.

Oamenii de știință cred că formele primitive de microbi ar fi putut găsi suficientă energie mănâncă roci marțiane. Mineralele au indicat, de asemenea, compoziția chimică a apei înainte ca aceasta să se evapore de pe Marte. Este sigur pentru oameni să bea, a spus Hayes.

4. „Conopida” marțiană fotografiată

Spirit rover

Curiosity a descoperit și dovezi suplimentare în 2018 prezența metanului în atmosfera marțiană. Acest lucru a confirmat observațiile anterioare ale cantităților de metan atât de către orbitatori, cât și de către rover. Pe Pământ, metanul este considerat o semnătură biologică și un semn de viață. Gazul metan nu durează mult după ce a fost produs.descompunerea în alte molecule. Rezultatele cercetărilor arată că cantitatea de metan de pe Marte crește și scade în funcție de sezon. Acest lucru i-a determinat pe oamenii de știință să creadă și mai mult că metanul este produs de organismele vii de pe Marte. Alții, însă, cred că metanul ar putea fi produs pe Marte folosind chimie anorganică încă necunoscută.

În luna mai a acestui an, NASA a anunțat, pe baza analizei datelor Sample Analysis at Mars (SAM), laborator de chimie portabil la bordul Curiositycă sărurile organice sunt probabil prezente pe Marte, ceea ce poate oferi indicii suplimentare în acest sens planeta Rosie A fost odată viață.

Potrivit unei publicații pe această temă în Journal of Geophysical Research: Planets, sărurile organice precum oxalații și acetații de fier, calciu și magneziu pot fi răspândite în sedimentele de suprafață ale lui Marte. Aceste săruri sunt reziduurile chimice ale compușilor organici. Planificat Roverul ExoMars al Agenției Spațiale Europene, care este dotat cu capacitatea de a găuri la o adâncime de aproximativ doi metri, va fi echipat cu așa-numitul instrumentul Goddardcare va analiza chimia straturilor mai profunde ale solului marțian și, eventual, va afla mai multe despre aceste substanțe organice.

Noul rover este echipat cu echipamente pentru a căuta urme de viață

Începând cu anii 70 și pe măsură ce timpul și misiunile au progresat, tot mai multe dovezi au arătat acest lucru Marte ar fi putut avea viață în istoria sa timpuriecând planeta era o lume umedă și caldă. Cu toate acestea, până acum niciuna dintre descoperiri nu a oferit dovezi convingătoare ale existenței vieții marțiane, nici în trecut, nici în prezent.

Oamenii de știință doresc, începând din februarie 2021, să găsească aceste semne ipotetice timpurii de viață. Spre deosebire de predecesorul său, roverul Curiosity cu laboratorul MSL la bord, acesta este echipat să caute și să găsească astfel de urme.

Perseverența ustură lacul crater, de aproximativ 40 km lățime și 500 de metri adâncime, este un crater situat într-un bazin la nord de ecuatorul marțian. Craterul Jezero conținea odată un lac despre care se estimează că s-a uscat între 3,5 și 3,8 miliarde de ani în urmă, făcându-l un mediu ideal pentru căutarea urmelor de microorganisme antice care ar fi putut trăi în apele lacului. Perseverența nu va studia doar rocile marțiane, ci va colecta și mostre de rocă și le va stoca pentru o viitoare misiune de întoarcere pe Pământ, unde vor fi examinate într-un laborator.

5. Vizualizarea funcționării SuperCam la bordul roverului Perseverance.

Vânătoare de semnături biologice se ocupă de gama de camere și alte instrumente ale roverului, în special Mastcam-Z (situat pe catargul roverului), care poate mări pentru a studia ținte interesante din punct de vedere științific.

Echipa științifică a misiunii poate pune în funcțiune instrumentul. Supercam perseverență direcționarea unui fascicul laser către o țintă de interes (5), care creează un nor mic de material volatil a cărui compoziție chimică poate fi analizată. Dacă datele se dovedesc promițătoare, grupul de control poate emite un ordin cercetătorului. braț robotic roverefectuează cercetări aprofundate. Brațul este echipat, printre altele, cu PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), care folosește un fascicul de raze X relativ puternic pentru a căuta potențiale semnături chimice ale vieții.

Un alt instrument numit SHERLOCK (scanează medii locuibile folosind Raman și luminiscență pentru substanțe organice și chimice), este echipat cu propriul laser și poate detecta concentrațiile de molecule organice și minerale care se formează în mediile acvatice. Împreună, SHERLOCK i PIXEL Se așteaptă ca aceștia să ofere hărți de înaltă rezoluție ale elementelor, mineralelor și particulelor din rocile și sedimentele marțiane, permițând astrobiologilor să le evalueze compoziția și să identifice cele mai promițătoare mostre de colectat.

NASA adoptă acum o abordare diferită pentru găsirea microbilor decât înainte. Spre deosebire de descărcați vikingPersistența nu va căuta semne chimice ale metabolismului. În schimb, va pluti deasupra suprafeței lui Marte în căutarea sedimentelor. Ele pot conține organisme deja moarte, așa că metabolismul este exclus, dar compoziția lor chimică ne poate spune multe despre viața trecută în acel loc. Probe colectate de Perseverance trebuie să fie colectați și returnați pe Pământ pentru o misiune viitoare. Analiza acestora va trebui efectuată în laboratoare de la sol. Prin urmare, se presupune că dovada finală a existenței foștilor marțieni va apărea pe Pământ.

Oamenii de știință speră să găsească o caracteristică de suprafață pe Marte care nu poate fi explicată prin altceva decât prin viața microbiană antică. Una dintre aceste formațiuni imaginare ar putea fi ceva de genul stromatolit.

Pe pământ, stromatolit (6) movile de stâncă formate de microorganisme de-a lungul coastelor antice și a altor medii în care energia metabolică și apa erau abundente.

Cea mai mare parte a apei nu a scăpat în spațiu

Încă nu am confirmat existența vieții în trecutul profund al lui Marte, dar încă ne întrebăm ce ar fi putut face să dispară (dacă viața a dispărut efectiv și nu a intrat adânc sub suprafață, de exemplu). Baza vieții, cel puțin așa cum o știm noi, este apa. Estimată Marte timpuriu ar putea conține atât de multă apă lichidă încât și-ar acoperi întreaga suprafață cu un strat de 100 până la 1500 m grosime. Astăzi, însă, Marte arată mai mult ca un deșert uscat.iar oamenii de știință încă încearcă să-și dea seama ce cauzează aceste schimbări.

Oamenii de știință încearcă, de exemplu, să explice Cum a pierdut Marte apa?care a fost la suprafața sa cu miliarde de ani în urmă. De cele mai multe ori, s-a crezut că o mare parte din apa antică a lui Marte a scăpat prin atmosfera sa în spațiu. Cam în același timp, Marte era pe cale să-și piardă câmpul magnetic planetar, ferindu-și atmosfera de un jet de particule care emana de la Soare. După ce câmpul magnetic s-a pierdut din cauza acțiunii Soarelui, atmosfera marțiană a început să disparăiar apa a dispărut odată cu el. O mare parte din apa pierdută ar fi putut fi prinsă în roci din scoarța planetei, potrivit unui studiu relativ nou al NASA.

Oamenii de știință au analizat un set de date colectate în timpul studiului lui Marte de-a lungul multor ani și, pe baza acestora, au ajuns însă la concluzia că eliberare de apă din atmosferă în spațiu, este responsabilă doar de dispariția parțială a apei din mediul marțian. Calculele lor arată că o mare parte din apa disponibilă în prezent este legată de mineralele din scoarța planetei. Au fost prezentate rezultatele acestor analize Evie Sheller de la Caltech și echipa ei la cea de-a 52-a Conferință de Științe Planetare și Lunare (LPSC). Un articol care rezumă rezultatele acestei lucrări a fost publicat în revista Science.

Studiile au acordat o atenție deosebită actului sexual. continutul de deuteriu (izotop mai greu al hidrogenului) în hidrogen. Deuter apare în mod natural în apă în cantități de aproximativ 0,02 la sută. împotriva prezenței hidrogenului „normal”. Hidrogenul obișnuit, datorită masei sale atomice mai mici, scapă mai ușor din atmosferă în spațiu. Raportul crescut dintre deuteriu și hidrogen ne spune indirect care a fost rata de eliberare a apei de pe Marte în spațiu.

Oamenii de știință au concluzionat că raportul observat dintre deuteriu și hidrogen și dovezile geologice ale apei abundente în trecutul marțian indică faptul că pierderea de apă a planetei nu s-ar fi putut produce doar ca urmare a evadării atmosferice din trecutul marțian. spaţiu. Prin urmare, a fost propus un mecanism care leagă eliberarea în atmosferă cu captarea apei în roci. Acționând asupra rocilor, apa permite formarea argilei și a altor minerale hidratate. Același proces are loc pe Pământ.

Cu toate acestea, pe planeta noastră, activitatea tectonice a plăcilor face ca fragmentele vechi de crustă cu minerale hidratate să se topească în manta, iar apoi apa rezultată este eliberată înapoi în atmosferă prin procese vulcanice. Pe Marte, fără plăci tectonice, retenția de apă în crustă este un proces ireversibil

Regiunea interioară a lacului marțian

Am început cu viața subterană și ne vom întoarce la ea la sfârșit. Oamenii de știință cred că habitatul său ideal este condiţiile marţiane rezervoarele ar putea fi ascunse adânc sub straturi de sol și gheață. În urmă cu doi ani, oamenii de știință planetar au raportat descoperirea unui lac mare apă sărată sub gheața de la Polul Sud al lui Martecare a fost întâmpinat cu entuziasm, pe de o parte, dar și cu oarecare scepticism.

Cu toate acestea, în 2020, cercetătorii au confirmat încă o dată existența acestui lac și au mai găsit trei. Descoperirile, raportate în revista Nature Astronomy, au fost făcute folosind date radar de la sonda spațială Mars Express. „Am identificat același rezervor de apă care a fost descoperit mai devreme, dar am găsit și alte trei rezervoare de apă în jurul rezervorului principal”, a declarat planetarist Elena Pettinelli de la Universitatea din Roma, care este unul dintre co-autorii studiului. „Este un sistem complex”. Lacurile se întind pe o suprafață de aproximativ 75 de mii de kilometri pătrați. Aceasta este o zonă de aproximativ o cincime din dimensiunea Germaniei. Cel mai mare lac central are un diametru de 30 de kilometri și este înconjurat de trei lacuri mai mici, fiecare cu câțiva kilometri lățime.

7. Vizualizarea rezervoarelor subterane marțiane

în lacurile subglaciare, de exemplu în Antarctica. Cu toate acestea, cantitatea de sare prezentă în condițiile marțiane ar putea fi o problemă. Se crede că lacuri subterane de pe Marte (7) trebuie să aibă un conținut ridicat de sare pentru ca apa să rămână lichidă. Căldura din interiorul lui Marte poate funcționa adânc sub suprafață, dar doar asta nu este suficientă pentru a topi gheața, spun oamenii de știință. „Din punct de vedere termic, această apă ar fi foarte sărată”, spune Pettinelli. Lacurile cu un conținut de aproximativ cinci ori mai mare de sare al apei de mare pot susține viața, dar când concentrația se apropie de XNUMX ori salinitatea apei de mare, viața nu există.

Dacă în sfârșit îl putem găsi viata pe Marte iar dacă studiile ADN arată că organismele marțiane sunt înrudite cu cele de pe Pământ, descoperirea ar putea revoluționa viziunea noastră asupra originilor vieții în general, schimbându-ne perspectiva de la una pur terestră la una pur terestră. Dacă cercetările ar arăta că extratereștrii marțieni nu au nimic de-a face cu viețile noastre și ar evolua complet independent, asta ar însemna și o revoluție. Acest lucru sugerează că viața în spațiu este comună, deoarece a apărut independent pe prima planetă din apropierea Pământului.