Поиски следов жизни на Марсе современными методами обречены на провал — слишком быстро космические лучи уничтожают их на поверхности планеты. Это показал эксперимент ученых NASA, о котором говорится в статье, опубликованной в журнале Astrobiology: марсианский грунт смоделировали в лаборатории и выяснилось, что аминокислоты не найти на глубине до 2 метров. Автор работы Александр Павлов рассказал RTVI, что это значит для будущих миссий, и в каких местах на Марсе нужно искать жизнь.
Поиск возможных следов жизни — главная задача почти всех экспедиций, которые садятся на Марс — начиная от первых американских «Викингов» до работающих там в настоящее время марсоходов. Эти же цели будут преследовать планируемые в будущем миссии.
Основными составляющими живых организмов являются органические молекулы, среди которых аминокислоты, жирные кислоты, многоатомные спирты и азотистые основания. Некоторые из них могут иметь небиологическое происхождение и ранее были обнаружены в космосе, в частности, в составе метеоритов и комет.
Даже если жизнь никогда не присутствовала на Марсе, существующие модели показывают, что в год на его поверхность с космической пылью и метеоритами выпадает до 1000 тонн органики, включая аминокислоты и другие молекулы, которые находят в метеоритах.
Ранее в образцах поверхности на Марсе уже были обнаружены сложные органические молекулы. Так, в отложениях кратера Гейла марсоходом Curiosity были найдены такие соединения, как хлорбензол, дихлоралканы, тиофены, и другие алифатические и ароматические углеводороды.
Но именно аминокислоты, которых до настоящего времени не было найдено на Марсе, остаются главной целью при поисках возможных следов жизни, так как состав этих молекул дает возможность определить их возможное происхождение. С одной стороны, сухой и холодный климат Марса, слабые гидрологические циклы и отсутствие тектонической активности должны идеально сохранять древние органические молекулы вблизи поверхности. С другой — тонкая атмосфера планеты и отсутствие мощного магнитного поля не защищают от другого фактора — космического излучения, которое при так называемом процессе радиолиза разрушает сложные молекулы.
Космические лучи, включающие в себя фотоны, ядра атомов и элементарные частицы, генерируются в космосе в результате вспышек на Солнце и более далеких событий, таких, например, как взрывы сверхновых. За счет ионизации они разрушают сложные молекулы, попадающиеся им на пути, на глубине до нескольких метров под поверхностью Марса.
На Земле этому процессу мешает плотная атмосфера и сильное магнитное поле, защищающее все живое на планете от их губительного действия.
Узнать, как этот фактор влияет на наши шансы найти следы жизни у поверхности Марса, решили американские ученые под руководством Александра Павлова из Центра космических полетов Годдарда (NASA).
Экспериментально выяснить, как космическое излучение разрушает аминокислоты, ученые пытались и ранее. Однако впервые американские исследователи смогли воссоздать этот процесс, сымитировав условия марсианского грунта.
В ходе эксперимента ученые смешивали различные типы аминокислот с минералами, слагающими марсианский грунт. Смест кремнеза, гидратированного кремнезема и перхлоратов поместили в вакуум, чтобы воссоздать условия на планете, и подвергли гамма-излучению, эквивалентному нахождению под поверхностью Марса в течение 80 млн лет.
Эксперименты проводились при различных температурах — от комнатной до -55 градусов Цельсия. Оказалось, что в условиях марсианского грунта разложение аминокислот космическими лучами происходит значительно быстрее, чем «голых» аминокислот.
Современные марсианские роверы собирают образцы минералов с глубины не более пяти сантиметров. Теперь же эксперименты показали, что на такой глубине все аминокислоты полностью разлагаются ионизирующим излучением всего за 20 млн лет. А присутствие перхлоратов и воды в окружающем грунте ускоряет этот процесс.
«Все три типа образцов показали высокий темп разрушения аминокислот под воздействием ионизирующего излучения. Поэтому мы можем осторожно экстраполировать наши результаты на весь Марс в целом», — пояснил RTVI Александр Павлов.
20 миллионов лет — ничтожный по космическим меркам срок, учитывая, что ученые надеются найти следы жизни, возможно присутствовавшей на Марсе миллиарды лет назад, когда условия на планете, как считается, больше подходили для существования жизни.
Из этого следует, что нынешние и прошлые попытки найти древние аминокислоты у поверхности Марса были просто обречены на неудачу и ученым необходимо менять тактику, планируя будущие экспедиции.
«Аминокислоты могут оказаться близко к поверхности в любой точке Марса там, где они были недавно отложены. К примеру, завтра на марсианский реголит может упасть и принести аминокислоты метеорит или комета, — пояснил Павлов. — Наше исследование показало, что, если аминокислоты отложились давным давно и затем оказались у поверхности благодаря каким-то геологическим процессам (в том числе выветриванию), то за относительно короткий геологический период (порядка 20 млн лет) они разрушаются. Еще один способ выноса глубоко залегающего вещества наружу — микрократеры. Небольшие импакторы ударяют относительно часто и могут выносить вещество с небольших глубин на поверхность. Кроме того, катящийся (например по склону) булыжник диаметром в несколько метров может обнажить поверхность, не подверженную космическому излучению».
На то, что копать надо глубже, указывает и еще одно обстоятельство. Несмотря на то, что на Марсе до сих пор не было найдено аминокислот, их уже находили в метеоритах на Земле, и как минимум в одном, прилетевшем с Марса.
«Мы выявили несколько неразветвленных аминокислот в антарктическом марсианском метеорите RBT 04262, который, как считаем, прилетел с Марса (и не был загрязнен земными организмами), хотя механизм образования этих аминокислот остается неясным, — считает Дэнни Главин, соавтор работы. — Поскольку марсианские метеориты обычно выбрасываются с глубины не меньше метра, возможно, что аминокислоты этого метеорита были защищены от космического излучения».
Первым докопаться до жизни мог бы марсоход «Розалинд Франклин», который в составе российско-европейской миссии ExoMars-2022 должен был отправиться к Марсу в сентябре 2022 года. Он впервые мог бы брать пробы с глубины до 2 метров. Однако из-за санкций после начала военной операции на Украине миссию отменили. Европейское космическое агентство отказалось от участия в проекте, допустив, что может продолжить его с участием NASA.