Poszukiwania kosmitów na Marsie. Jeśli istniało życie, może przetrwało?

Na Marsie jest wszystko, co niezbędne do istnienia życia. Analiza meteorytów z Marsa pokazuje, że pod powierzchnią planety znajdują się substancje, które mogą podtrzymać życie, przynajmniej w postaci mikroorganizmów. W niektórych miejscach w podobnych warunkach żyją również drobnoustroje lądowe.

Niedawno badali to naukowcy z Brown University skład chemiczny meteorytów marsjańskich - kawałki skał, które zostały wyrzucone z Marsa i trafiły na Ziemię. Analiza wykazała, że ​​skały te mogą mieć kontakt z wodą. wytwarzać energię chemicznąco pozwala mikroorganizmom żyć, jak na dużych głębokościach na Ziemi.

Badał meteoryty mogą, zdaniem naukowców, w dużej części stanowić reprezentatywną próbę skorupa marsaoznacza to, że znaczna część wnętrza planety nadaje się do podtrzymywania życia. „To ważne odkrycia dla naukowych badań warstw pod powierzchnią wszędzie tam, gdzie na Marsie znajdują się wody gruntoweistnieje duża szansa na uzyskanie wystarczającego dostępu energia chemicznapodtrzymać życie drobnoustrojów” – powiedział w komunikacie prasowym Jesse Tarnas, szef zespołu badawczego.

W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat odkryto na Ziemi, że wiele organizmów żyje głęboko pod powierzchnią i pozbawione dostępu do światła, czerpie energię z produktów reakcji chemicznych zachodzących podczas kontaktu wody ze skałami. Jedną z takich reakcji jest radioliza. Dzieje się tak, gdy pierwiastki radioaktywne w skale powodują rozkład cząsteczek wody na wodór i tlen. Uwolniony wodór rozpuszcza się w wodzie występującej na danym obszarze i niektórych minerałach, takich jak Piryt absorbują tlen, tworząc siarka.

mogą absorbować wodór rozpuszczony w wodzie i wykorzystywać go jako paliwo w reakcji z tlenem pochodzącym z siarczanów. Na przykład w języku kanadyjskim Kopalnia Kidd Creek (1) Tego typu drobnoustroje znaleziono na głębokości prawie dwóch kilometrów w wodzie, gdzie słońce nie docierało od ponad miliarda lat.

1. Robot Boston Dynamics eksploruje kopalnię

Kidd Creek

W Meteoryt marsjański badacze odkryli substancje niezbędne do radiolizy w ilościach wystarczających do podtrzymania życia. dlatego też starożytne wraki pozostały w dużej mierze nienaruszone aż do chwili obecnej.

Wcześniejsze badania wykazały ślady czynnych systemów wód podziemnych na planecie. Istnieje również duże prawdopodobieństwo, że takie systemy nadal istnieją. Jedno z niedawnych badań wykazało np. możliwość podziemnego jeziora pod pokrywą lodową. Na razie eksploracja podglebia będzie trudniejsza niż eksploracja, jednak zdaniem autorów artykułu nie jest to zadanie, z którym nie jesteśmy w stanie sobie poradzić.

Chemiczne wskazówki

W 1976 roku NASA Wiking 1 (2) wylądował na równinie Chryse Planitia. Stał się pierwszym lądownikiem, który pomyślnie wylądował na Marsie. „Pierwsze wskazówki pojawiły się, gdy otrzymaliśmy zdjęcia Wikinga pokazującego ślady rzeźbień na Ziemi, zwykle spowodowane deszczem” – powiedział. Aleksandra Hayesa, dyrektor Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, w wywiadzie dla Inverse. „Od dawna jest obecny na Marsie płynna wodaktóry wyrzeźbił powierzchnię i wypełnił kratery, tworząc jeziora".

Wikingowie 1 i 2 mieli na pokładzie małe „laboratoria” astrobiologiczne, w których przeprowadzali eksperymenty odkrywcze. ślady życia na Marsie. Eksperyment Tagged Ejection polegał na zmieszaniu małych próbek marsjańskiej gleby z kroplami wody zawierającymi pożywkę i trochę Węgiel aktywowany zbadaj substancje gazowe, które mogą powstawać organizmy żywe na Marsie.

Badanie próbki gleby wykazało oznaki metabolizmuale naukowcy nie byli zgodni co do tego, czy wynik ten jest pewnym znakiem, że na Marsie istnieje życie, ponieważ gaz mógł zostać wytworzony przez coś innego niż życie. Na przykład może również aktywować glebę, tworząc gaz. W innym eksperymencie przeprowadzonym przez misję Viking szukano śladów materiału organicznego i nic nie znaleziono. Czterdzieści lat później naukowcy traktują te wstępne eksperymenty ze sceptycyzmem.

W grudniu 1984 V. Allana Hillsa Na Antarktydzie odnaleziono kawałek Marsa. , ważył około czterech funtów i prawdopodobnie pochodził z Marsa, zanim starożytna kolizja wyniosła go z powierzchni. czerwona planeta na ziemię.

W 1996 roku grupa naukowców zajrzała do wnętrza fragmentu meteorytu i dokonała niesamowitego odkrycia. Wewnątrz meteorytu odkryli struktury podobne do tych, które mogą tworzyć mikroby (3) dobrze znalezione obecność materiałów organicznych. Początkowe twierdzenia o istnieniu życia na Marsie nie zostały powszechnie zaakceptowane, ponieważ naukowcy znaleźli inne sposoby interpretacji struktur wewnątrz meteorytu, argumentując, że obecność materiału organicznego mogła spowodować skażenie materiałami z Ziemi.

3. Mikrofotografia marsjańskiego meteorytu

Wt 2008 podstępny duch natknął się na dziwny kształt wystający z powierzchni Marsa w kraterze Gusiewa. Konstrukcja ta ze względu na swój kształt nazywana jest „kalafiorem” (4). Takie na Ziemi tworzenie się krzemionki związane z aktywnością mikrobiologiczną. Niektórzy szybko przyjęli, że utworzyły je bakterie marsjańskie. Mogą jednak powstawać także w wyniku procesów niebiologicznych, np erozja wietrzna.

Prawie dekadę później w posiadaniu NASA Ciekawostka Lasika odkrył ślady siarki, azotu, tlenu, fosforu i węgla (istotnych składników) podczas wiercenia w marsjańskiej skale. Łazik znalazł także siarczany i siarczki, które miliardy lat temu mogły służyć jako pożywienie dla drobnoustrojów na Marsie.

Naukowcy uważają, że prymitywne formy drobnoustrojów mogły znaleźć wystarczającą ilość energii, aby zjada marsjańskie skały. Minerały wskazywały także skład chemiczny samej wody przed jej wyparowaniem z Marsa. Według Hayesa picie jest bezpieczne dla ludzi.

4Sfotografowano marsjańskiego „kalafiora”.

Duchowy łazik

W 2018 roku Curiosity znalazł również dodatkowe dowody obecność metanu w marsjańskiej atmosferze. Potwierdziło to wcześniejsze obserwacje śladowych ilości metanu zarówno przez orbitery, jak i łaziki. Na Ziemi metan jest uważany za biosygnał i znak życia. Metan gazowy nie trwa długo po wydobyciu.rozkładając się na inne cząsteczki. Wyniki badań pokazują, że ilość metanu na Marsie wzrasta i maleje w zależności od pory roku. To doprowadziło naukowców do jeszcze większego przekonania, że ​​metan jest wytwarzany przez żywe organizmy na Marsie. Inni natomiast uważają, że metan można wyprodukować na Marsie przy wykorzystaniu nieznanej jeszcze chemii nieorganicznej.

W maju tego roku NASA ogłosiła, na podstawie analizy danych Sample Analysis at Mars (SAM), przenośne laboratorium chemiczne na pokładzie Curiosityże na Marsie prawdopodobnie występują sole organiczne, co może dostarczyć dalszych wskazówek na ten temat czerwona Planeta kiedyś było życie.

Według publikacji na ten temat w Journal of Geophysical Research: Planets, w osadach powierzchniowych Marsa mogą występować duże ilości soli organicznych, takich jak szczawiany i octany żelaza, wapnia i magnezu. Sole te są pozostałościami chemicznymi związków organicznych. Zaplanowany Łazik ExoMars Europejskiej Agencji Kosmicznej, który wyposażony jest w możliwość wiercenia do głębokości około dwóch metrów, zostanie wyposażony w tzw instrument Goddardaktóry przeanalizuje skład chemiczny głębszych warstw marsjańskiej gleby i być może dowie się więcej o tych substancjach organicznych.

Nowy łazik wyposażony jest w sprzęt do poszukiwania śladów życia

Od lat 70., z biegiem czasu i misji, coraz więcej dowodów na to wskazuje Na Marsie mogło istnieć życie w swojej wczesnej historiikiedy planeta była wilgotnym, ciepłym światem. Jednak jak dotąd żadne z odkryć nie dostarczyło przekonujących dowodów na istnienie życia na Marsie, ani w przeszłości, ani obecnie.

Począwszy od lutego 2021 r. naukowcy chcą znaleźć te hipotetyczne wczesne oznaki życia. W przeciwieństwie do swojego poprzednika, łazika Curiosity z laboratorium MSL na pokładzie, jest on przystosowany do poszukiwania i odnajdywania takich śladów.

Wytrwałość kłuje krater jeziora, szeroki na około 40 km i głęboki na 500 metrów, to krater położony w basenie na północ od marsjańskiego równika. W kraterze Jezero znajdowało się niegdyś jezioro, które według szacunków wyschło między 3,5 a 3,8 miliarda lat temu, co czyni go idealnym środowiskiem do poszukiwania śladów starożytnych mikroorganizmów, które mogły żyć w wodach jeziora. Perseverance nie tylko będzie badał marsjańskie skały, ale także zbierał próbki skał i przechowywał je na potrzeby przyszłej misji powrotu na Ziemię, gdzie zostaną poddane analizie w laboratorium.

5. Wizualizacja działania SuperCam na pokładzie łazika Perseverance.

Polowanie na biosygnaturę zajmuje się szeregiem kamer i innych narzędzi łazika, zwłaszcza kamerą Mastcam-Z (umieszczoną na maszcie łazika), która może przybliżać obraz w celu badania celów interesujących z naukowego punktu widzenia.

Zespół naukowy zajmujący się misją może uruchomić instrument. trwałość superkamery nakierowanie wiązki lasera na interesujący cel (5), co tworzy niewielką chmurę lotnego materiału, którego skład chemiczny można zbadać. Jeśli te dane są obiecujące, grupa kontrolna może wydać badaczowi polecenie. ramię robota łazikaprzeprowadzić dogłębne badania. Ramię wyposażono m.in. w PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry), który wykorzystuje stosunkowo silną wiązkę promieniowania rentgenowskiego do poszukiwania potencjalnych chemicznych śladów życia.

Kolejne narzędzie tzw SHERLOK (skanowanie środowisk mieszkalnych z wykorzystaniem rozpraszania Ramana i luminescencji substancji organicznych i chemicznych), jest wyposażone we własny laser i może wykrywać stężenia cząsteczek organicznych i minerałów tworzących się w środowisku wodnym. Razem, SHERLOK i piksel Oczekuje się, że dostarczą mapy o wysokiej rozdzielczości pierwiastków, minerałów i cząstek marsjańskich skał i osadów, co umożliwi astrobiologom ocenę ich składu i identyfikację najbardziej obiecujących próbek do pobrania.

NASA przyjmuje obecnie inne niż wcześniej podejście do wyszukiwania drobnoustrojów. w odróżnieniu pobierz VikingaWytrwałość nie będzie szukać chemicznych oznak metabolizmu. Zamiast tego będzie unosić się nad powierzchnią Marsa w poszukiwaniu złóż. Mogą zawierać już martwe organizmy, więc metabolizm nie wchodzi w rachubę, ale ich skład chemiczny może nam wiele powiedzieć o przeszłym życiu w tym miejscu. Próbki zebrane przez Perseverance należy je zebrać i zwrócić na Ziemię w celu wykonania przyszłej misji. Ich analiza będzie prowadzona w laboratoriach naziemnych. Zakłada się zatem, że ostateczny dowód na istnienie dawnych Marsjan pojawi się na Ziemi.

Naukowcy mają nadzieję znaleźć na Marsie cechę powierzchni, której nie da się wytłumaczyć niczym innym niż istnieniem pradawnego życia drobnoustrojów. Jedna z tych wyimaginowanych formacji może wyglądać mniej więcej tak stromatolit.

Na ziemi, stromatolit (6) kopce skalne utworzone przez mikroorganizmy wzdłuż starożytnych wybrzeży i w innych środowiskach, w których było dużo energii do metabolizmu i wody.

Większość wody nie poszła w przestrzeń kosmiczną

Nie potwierdziliśmy jeszcze istnienia życia w głębokiej przeszłości Marsa, ale wciąż zastanawiamy się, co mogło być przyczyną jego wyginięcia (jeśli życie rzeczywiście zniknęło i nie przedostało się np. głęboko pod powierzchnię). Podstawą życia, przynajmniej w takiej postaci, w jakiej ją znamy, jest woda. Szacowany wczesny mars mogłaby zawierać tak dużo wody w stanie ciekłym, że pokryłaby całą swoją powierzchnię warstwą o grubości od 100 do 1500 m. Dziś jednak Mars bardziej przypomina suchą pustynię.a naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, co spowodowało te zmiany.

Naukowcy próbują na przykład wyjaśnić jak mars stracił wodęktóry znajdował się na jego powierzchni miliardy lat temu. Przez większość czasu uważano, że duża część dawnej wody Marsa uciekła przez atmosferę w przestrzeń kosmiczną. Mniej więcej w tym samym czasie Mars miał utracić swoje planetarne pole magnetyczne, chroniąc swoją atmosferę przed strumieniem cząstek pochodzących ze Słońca. Po utracie pola magnetycznego w wyniku działania Słońca marsjańska atmosfera zaczęła zanikać.a wraz z nim zniknęła woda. Według stosunkowo nowego badania NASA, znaczna część utraconej wody mogła zostać uwięziona w skałach skorupy planety.

Naukowcy przeanalizowali zestaw danych gromadzonych podczas wieloletnich badań Marsa i na ich podstawie doszli jednak do wniosku, że uwolnienie wody z atmosfery w kosmosie odpowiada jedynie za częściowe zniknięcie wody z marsjańskiego środowiska. Obliczenia pokazują, że znaczna część wody, której obecnie brakuje, wiąże się z minerałami w skorupie planety. Zaprezentowano wyniki tych analiz Evie Sheller z Caltech i jej zespołu na 52. Konferencji Nauk o Planetach i Księżycu (LPSC). Artykuł podsumowujący wyniki tej pracy ukazał się w czasopiśmie Nauka.

W badaniach szczególną uwagę zwrócono na stosunek seksualny. zawartość deuteru (cięższy izotop wodoru) w wodór. Deuter występuje naturalnie w wodzie w ilości około 0,02%. przed obecnością „normalnego” wodoru. Zwykły wodór, ze względu na niższą masę atomową, łatwiej jest przedostać się z atmosfery w przestrzeń kosmiczną. Zwiększony stosunek deuteru do wodoru pośrednio mówi nam, jaka była prędkość wyjścia wody z Marsa w przestrzeń kosmiczną.

Naukowcy doszli do wniosku, że zaobserwowany stosunek deuteru do wodoru oraz dowody geologiczne potwierdzające obfitość wody w przeszłości Marsa wskazują, że utrata wody na planecie nie mogła nastąpić wyłącznie w wyniku ucieczki z atmosfery w przeszłości Marsa. przestrzeń. Dlatego zaproponowano mechanizm łączący uwolnienie do atmosfery z wychwytywaniem części wody w skałach. Działając na skały, woda umożliwia tworzenie się gliny i innych uwodnionych minerałów. Ten sam proces zachodzi na Ziemi.

Jednak na naszej planecie działalność płyt tektonicznych powoduje, że stare fragmenty skorupy ziemskiej wraz z uwodnionymi minerałami wtapiają się w płaszcz, a następnie powstała woda w wyniku procesów wulkanicznych jest wyrzucana z powrotem do atmosfery. Na Marsie pozbawionym płyt tektonicznych zatrzymywanie wody w skorupie ziemskiej jest procesem nieodwracalnym.

Wewnętrzna Kraina Jezior Marsjańskich

Zaczęliśmy od życia podziemnego i do niego wrócimy na końcu. Naukowcy uważają, że jego idealnym siedliskiem jest warunki marsjańskie zbiorniki mogą być ukryte głęboko pod warstwami gleby i lodu. Dwa lata temu planetolodzy ogłosili odkrycie dużego jeziora słona woda pod lodem na biegunie południowym Marsaco spotkało się z jednej strony z entuzjazmem, ale i pewnym sceptycyzmem.

Jednak w 2020 roku badacze po raz kolejny potwierdzili istnienie tego jeziora i znaleźli jeszcze trzy. Odkrycia, o którym doniesiono w czasopiśmie Nature Astronomy, dokonano na podstawie danych radarowych ze statku kosmicznego Mars Express. „Zidentyfikowaliśmy ten sam zbiornik wodny, który odkryto wcześniej, ale znaleźliśmy także trzy inne zbiorniki wodne wokół głównego zbiornika” – powiedziała planetolog Elena Pettinelli z Uniwersytetu w Rzymie, która jest jedną ze współautorek badania. „To złożony system”. Jeziora rozciągają się na obszarze około 75 tysięcy kilometrów kwadratowych. Jest to obszar o powierzchni około jednej piątej powierzchni Niemiec. Największe jezioro centralne ma średnicę 30 kilometrów i jest otoczone trzema mniejszymi jeziorami, każde o szerokości kilku kilometrów.

7. Wizualizacja podziemnych zbiorników marsjańskich

w jeziorach subglacjalnych, na przykład na Antarktydzie. Problemem może być jednak ilość soli występującej w warunkach marsjańskich. Uważa się, że podziemne jeziora na marsie (7) musi mieć wysoką zawartość soli, aby woda mogła pozostać płynna. Ciepło z wnętrza Marsa może działać głęboko pod powierzchnią, ale zdaniem naukowców samo to nie wystarczy, aby stopić lód. „Z termicznego punktu widzenia ta woda musi być bardzo słona” – mówi Pettinelli. W jeziorach o zasoleniu około pięciokrotnie większym od wody morskiej może istnieć życie, ale gdy stężenie zbliża się do XNUMX razy większej od zasolenia wody morskiej, życie nie istnieje.

Jeśli w końcu uda nam się go znaleźć życie na Marsie a jeśli badania DNA wykażą, że organizmy marsjańskie są spokrewnione z organizmami ziemskimi, odkrycie to może zrewolucjonizować nasz pogląd na pochodzenie życia w ogóle, zmieniając nasz pogląd z czysto Ziemi na Ziemię. Gdyby badania wykazały, że marsjańscy kosmici nie mają nic wspólnego z naszym życiem i ewoluowali całkowicie niezależnie, oznaczałoby to również rewolucję. Sugeruje to, że życie w kosmosie jest powszechne, ponieważ powstało niezależnie na pierwszej planecie w pobliżu Ziemi.