Автономная марсианская научная лаборатория «Кьюриосити» аэрокосмического агентства NASA, несколько лет занимающаяся исследованиями Красной планеты, совершила два удивительных открытия. Во-первых, марсоходу удалось подтвердить предположение о том, что концентрация метана в атмосфере планеты меняется при смене сезонов, а во-вторых, аппарат нашел очень древнюю органику. Нет, к сожалению, живую жизнь он не нашел, но зато нашел следы древней органики, которые могут говорить о том, что в какой-то момент истории на планете действительно могли находиться живые существа. Находка была обнаружена на дне пересохшего озера. Статьи ученых, описывающих открытия, опубликованы в журнале Science.
«Открытие метана и органики на Марсе носит огромное значение для поисков следов жизни. «Кьюриосити» уже показал, что озеро, покрывавшее дно кратера Гейл 3,5 миллиарда лет назад, было потенциально обитаемым. Учитывая присутствие органики на его дне, теперь вопрос о существовании марсианской жизни стал еще более актуальным», — прокомментировал открытие Инге Кейт, планетолог из университета Утрехта (Нидерланды).
Ученые давно спорят на тему того, существуют ли в приповерхностных слоях марсианской почвы – там, где потенциально есть жидкая вода, приемлемая температура и куда почти не проникают космические лучи, — запасы органики или микробы.
При первых исследованиях атмосферы в 2012 и 2013 годах «Кьюриосити» не удалось найти следы метана. Однако буквально через несколько месяцев датчики ровера зафиксировали сразу несколько всплесков в концентрации метана. Согласно другим предположениям, эти следы могли стать результатом неких «неживых» процессов в почве Марса.
Руководитель научной команды марсохода «Кьюриосити» Ашвин Васавада и его коллеги дали исчерпывающий ответ всем критикам, представив результаты шестилетних наблюдений за концентрацией метана в атмосфере Марса и совершив удивительное открытие в месте, получившем имя Мохаве три года назад.
За шесть лет нахождения на Красной планете ровер увидел по две марсианских зимы, осени, весны и лета. Это позволило Васаваде и его команде точно измерить сезонные колебания метана в атмосфере Марса, а также уточнить прошлые результаты замеров.
Планетологи полностью уверены в том, что концентрация метана в атмосфере Марса растет во время лета и падает во время зимы, достигая концентраций в 2,5 и 6,5 частей на десять миллиардов. Трехкратное повышение доли метана в летнем воздухе Марса, как подчеркивают ученые, нельзя объяснить атмосферными процессами или тем, что солнечный ультрафиолет лучше разлагает органические обломки астероидов, падающих на Красную планету.
Все это говорит о том, что метан образуется в нижних слоях почвы Марса или в результате деятельности микробов, или в результате разложения клатратов, соединений метана и воды, или же благодаря каким-то геотермальным процессам.
Как показывают резкие всплески местной концентрации метана, превышающие типичные значения в десятки раз, этот газ скапливается внутри своеобразных микропещер и резервуаров в почве и периодически вырывается наружу.
В конце 2012 года Джон Гротцингер, бывший руководитель научной команды марсохода «Кьюриосити», объявил об открытии, которое, по его словам, должно было попасть на страницы учебников. Однако через две недели, когда новость уже успела обрасти самыми фантастическими слухами, планетологи NASA рассказали об открытии перхлоратов – примитивных органических молекул – в почве Марса.
Это сразу пошатнуло надежды на открытие первых следов внеземной жизни, так как подобные молекулы могут формироваться в почве в результате «неживых» химических реакций и взаимодействия других форм органики с ультрафиолетом и космическими лучами.
Однако разочарование с перхлоратами, как пишут Гротцингер и его коллеги, ушло на второй план в январе 2015 года, когда марсоход достиг подножия горы Шарп, центрального пика на дне кратера Гейла, и начал изучать химический состав булыжников и пород одной из местных возвышенностей, получивших имя Мохаве.
Интерес ученых привлекла странная «полосатость» глины и других пород, сформировавшаяся на дне древнего марсианского озера примерно 3,5 миллиарда лет назад. Пробурив грунт и изучив его состав, планетологи обнаружили удивительное — огромное число сложных органических молекул.
Возможности масс-спектрометра «Кьюриосити» весьма скромны, но даже их хватило для того, чтобы обнаружить следы тиофена, соединения серы и бутирена, метанэтиола, серы и метана, бензотиофена, а также большое число простых углеводородов, их ароматических «кузенов» и ряд других молекул.
Как подчеркивают Гротцингер и его коллеги, все эти молекулы, скорее всего, были частью более сложной органики. Из-за утечки растворителя ученым пришлось проводить все эксперименты внутри SAM только при высоких температурах, 600-800 градусов Цельсия, что должно было разрушить все крупные молекулы и расщепить их на множество мелких «хвостов».
Примерно те же молекулы были найдены неподалеку от Мохаве, в Конфиденс-Хиллс, где марсоход остановился через месяц. Их присутствие, как заключают ученые, необязательно говорит о том, что жизнь существовала на Марсе 3,5 миллиона лет назад. Оно свидетельствует о том, что в водах марсианских озер могли происходить реакции, порождавшие столь сложную органику, а источники пищи для потенциальной жизни были более разнообразными, чем считалось раньше.
Что интересно, соседние регионы дна кратера Гейл, где Curiosity впервые нашел следы существования озера, не содержат в себе подобных запасов органики, несмотря на их более древний возраст. Как полагают ученые, это связано с тем, что они были обнажены достаточно давно по сравнению с Мохаве и Конфиденс-Хиллс, и вся органика успела выветриться из них.
«Независимо от того, как именно возникла эта органика, ее наличие говорит о том, что на поверхности Марса могут присутствовать следы жизни, несмотря на радиацию и большое число окислителей в его атмосфере. Эти следы могут скрываться под его поверхностью или в породах, попавших на нее несколько тысяч лет назад», — заключают ученые.