Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин
Параллельно европейский аппарат «Марс-Экспресс» запечатлел береговую линию древнего океана, который располагался в северном полушарии. Сегодня считается, что он занимал около 19 % планеты, был глубиной до 1,5 км и в нём содержалось по меньшей мере 20 млн куб. км воды, что превышает объём современного Северного Ледовитого океана Земли. Таким образом, учёные доказали, что в истории Марса были достаточно продолжительные периоды, когда вода существовала в жидком виде, оказывая влияние на облик планеты.
Чтобы подтвердить её современное наличие в виде льда и исключить ошибку интерпретации приборных данных, понадобился ещё один хитрый эксперимент. 25 мая 2008 года стационарная лаборатория «Феникс» совершила мягкую посадку на высокой северной широте Марса. Этот аппарат был снабжён мощным манипулятором, который тут же вырыл в грунте канавку, обнажив скрытый под ним лёд. Рассчитанный на три месяца «Феникс» проработал до ноября того же года и подтвердил, что ошибки быть не может: под слоем ржавого грунта действительно находится замёрзшая вода.
Впрочем, не только вода, которая может многое «рассказать» о прошлом Марса, привлекает внимание астробиологов. Они рассчитывали найти в атмосфере соседней планеты газы, указывающие на существование там жизни сегодня. И конечно же, нашли! В феврале 2005 года на большой конференции, проходившей в Европейском центре космических исследований и технологий (European Space Research and Technology Centre, ESTEC) в Нидерландах и посвящённой промежуточным итогам исследований с помощью аппарата «Марс-Экспресс», было сделано заявление о том, что планетарный фурье-спектрометр PFS (Planetary Fourier Spectrometer) выявил в атмосфере Марса значительное количество метана, который может иметь вулканическое или биологическое происхождение.
Вообще говоря, он был открыт годом ранее, но в тот момент учёным требовалось собрать больше данных для оглашения выводов. В ходе многочисленных измерений удалось выяснить, что в среднем марсианская атмосфера содержит немного метана: 11 частей на миллиард, при этом концентрация зависит от района: на 145-м витке был зарегистрирован её подъём до 35 частей на миллиард, а на 72-м витке метан не был обнаружен вовсе. Известно, что под действием ультрафиолетового излучения этот газ разрушается за 300–600 лет, и для того, чтобы его содержание оставалось на выявленном уровне, необходимо ежегодное поступление в количестве не менее 150 тонн. Теоретически для этого достаточно химических процессов в грунте – окисления железа горячих базальтовых пород с выделением водорода, который соединяется с углеродом, образуя метан. Однако обращало на себя внимание то, что зоны, где концентрация метана выше среднего, географически чётко накладываются на области с повышенным же содержанием льда и водяных паров (в два-три раза выше среднего). Таких «оазисов» три: Земля Аравия (Terra Arabia), равнина Элизий (Elysium Planitia), Аркадия-Мемнония (Arcadia-Memnonia) – все они находятся поблизости от экватора, в умеренных широтах южного полушария. Примечательно также, что в названных зонах обнаружено большое содержание формальдегида (130 частей на миллиард), который в марсианской атмосфере должен разлагаться за семь с половиной часов. Формальдегид получается при окислении метана, причём в реальных условиях Марса, в присутствии оксидов железа и влаги в грунте и под воздействием солнечного ультрафиолета, процесс идёт очень легко. В таком случае темп «производства» метана должен быть намного выше – порядка 2–5 миллионов тонн в год.
Что же способно обеспечить столь высокий уровень поступления метана в атмосферу? Только бешеная вулканическая активность, которой сегодня на Марсе не наблюдается. С другой стороны, органическая жизнь может быть хорошим «поставщиком» метана (и, следовательно, формальдегида) в наблюдаемых количествах, синтезируя его из углекислого газа и водорода. К примеру, на Земле годовое поступление метана в атмосферу – около 500 миллионов тонн, и почти весь он биологического происхождения.
Требовалось независимое подтверждение. В январе 2009 года группа во главе во главе с астробиологом Майклом Муммой из Центра космических полётов Годдарда (Goddard Space Flight Center) NASA сообщила об обнаружении марсианского метана с помощью многолетних спектральных наблюдений в инфракрасном диапазоне, проведённых на 10-метровом телескопе обсерватории Кека (W. M. Keck Observatory) и 3-метровом телескопе IRTF (Infrared Telescope Facility), которые находятся на Гавайях. Ранее учёные попытались оценить, сколько необходимо микроорганизмов для поддержания метана на измеренном уровне, если исходить из биологической версии его происхождения. При известной средней концентрации 11 частей на миллиард получалось, что если марсианские бактерии похожи на своих земных «собратьев», то их общая масса может достигать 20 тонн. Группа Майкла Муммы нашла в северном полушарии Марса три расположенные рядом зоны, из которых «сочился» метан: Нильские борозды (Nili Fossae), юго-восточная часть Большого Сирта (Syrtis Major) и гористый район Сабейской Земли (Terra Sabaea). Оценить размер источников не представлялось возможным, ведь, выходя на поверхность, метан немедленно рассеивается. Наблюдения показали, что наиболее мощный источник выделил примерно 19 000 тонн газа. Для производства метана в таких количествах нужны сотни (если не тысячи) тонн бактерий!
Спор между учёными о том, как интерпретировать данные, мог идти долго, поэтому для его разрешения NASA запланировало новую миссию. 26 ноября 2011 года в космос отправился большой планетоход «Кьюриосити» (Curiosity, Mars Science Laboratory, MSL). Его основная задача была сформулирована в духе астробиологических изысканий: исследовать и описать конкретный район Марса с проверкой наличия там в прошлом или настоящем природных условий, благоприятных для существования жизни. Биологический потенциал зоны посадки учёные предполагали определить на основе анализа наличия и количества органических соединений и тех химических элементов, которые являются основой жизни, а также путём поиска её «внешних проявлений».
«Кьюриосити» сел на поверхность соседней планеты 6 августа 2012 года. Местом работы был выбран кратер Гейл (Gale Crater) диаметром 154 км, который образовался в диапазоне от 3,5 до 3,8 млрд лет назад. Дно кратера в его северной части лежит на 4,5 км ниже среднего радиуса Марса, поэтому атмосферное давление в нём близко к максимально возможному на планете. Температ ура воздуха – в предела х от –90 до 0 °C. Количество воды в грунте, согласно данным российского прибора HEND на спутнике «Марс-Экспресс», от 5 до 6,5 % по массе. В центре кратера находится гора высотой около 5,5 км, которая состоит из нескольких сотен слоёв горизонтального залегания. Официальное её название – Эолова гора (Aeolis Mons), но
