Hi-Tech

На древнем Марсе были подходящие условия для подземной жизни

«Основывая на фундаментальных физических и химических расчетах, мы показали, что у подповерхностного слоя древнего Марса, вероятно, было достаточно растворенного водорода для питания глобальной подповерхностной биосферы», говорит Джесси Тарнас, аспирант Университета Брауна и ведущий автор исследования, опубликованного в Earth and Planetary Science Letters». Новое исследование показывает, что на древнем Марсе, по всей вероятности, было достаточно химической энергии, чтобы микробы могли процветать под землей.

«Условия в этой потенциально пригодной для обитания зоне могли быть похожими на земные места, где существует подземная жизнь».

Где на Марсе прячется жизнь?

В отсутствие солнечного света, эти подземные микробы зачастую берут свою энергию, отрывая электроны от молекул в окружающей среде. Земля — дом для так называемых подповерхностных литотрофных микробных систем. Он питает таких микробов на Земле. Растворенный молекулярный водород — прекрасный донор электронов.

По оценкам ученых, концентрация водорода в коре 4 миллиарда лет назад должна была быть примерно сопоставимой с земной, которая кормит множество микробов сегодня. Новое исследование показывает, что радиолиз, процесс, в процессе которого излучение разрушает молекулы воды на составляющие водород и кислород, мог создать много водорода в древней марсианской подповерхности.

Эта работа также имеет значение для будущего исследования Марса, поскольку области, где древняя подповерхность выходит наружу, могут быть отличным местом для поиска прежней жизни. Эти выводы не означают, что жизнь определенно существовала на древнем Марсе, но они предполагают, что если бы жизнь действительно появилась, марсианская подповерхность имела бы необходимые компоненты для поддержания ее на протяжении сотен миллионов лет.

Уходим в подполье

Но хотя свидетельства существования воды в прошлом неопровержимы, непонятно, на протяжении какой части марсианской истории вода на самом деле текла. С тех пор, как выяснилось, что на Марсе когда-то текли реки и озера, ученые одержимы возможность того, что Красная планета могла когда-то хранить жизнь. Это не лучший сценарий для поддержания жизни на поверхности в течение длительного времени, и поэтому некоторые ученые полагают, что под поверхностью прошлая марсианская жизнь могла чувствовать себя лучше. Лучшие климатические модели раннего Марса дают температуры, которые едва ли превышают точку замерзания, а значит влажные периоды планеты могли быть очень скоротечны.

«Мы знаем, что радиолиз помогает обеспечивать энергией подземных микробов на Земле, поэтому Джесси решил продолжить эту историю с радиолизом на Марсе». «Рождается вопрос: какой была природа этой подповерхностной жизни, если таковая существовала, и где она брала свою энергию?», говорит Джек Мастард, профессор факультета Земли, окружающей среды и планетарных наук Брауновского университета, соавтор исследования.

Они составили карту распространенности радиоактивных элементов тория и калия в марсианской коре. Ученые изучили данные гамма-лучевого спектрометра, который летает на борту аппарата Mars Odyssey. Распад трех этих элементов обеспечивает радиацию, которая приводит к радиолитическую распаду воды. Отталкиваясь от карты, им удалось найти и третий радиоактивный элемент, уран. Так у команды появилась идея радиоактивной вспышки, которая активно подталкивала радиолиз. И поскольку эти элементы распадаются с определенной скоростью, модель распространенности можно использовать, чтобы рассчитать наличие элементов 4 миллиарда лет назад.

Геологические данные свидетельствуют о том, что в пористых породах древней марсианской коры было много грунтовых вод, прорывающихся через поры. Следующим шагом было оценить, сколько воды было доступно для этой радиации. Ученые использовали измерения плотности марсианской коры, чтобы приблизительно оценить, сколько пор было доступно для заполнения водой.

Должно было быть не так холодно, чтобы не вся вода замерзла, но и не сильно тепло. Наконец, команда использовала геотермальные и климатические модели, чтобы определить, где могла бы находиться древняя жизнь.

В этой зоне производство водорода в процессе радиолиза генерировало более чем достаточно химической энергии для поддержания микробной жизни, если исходить из того, что нам известно на Земле. Объединив эти анализы, ученые пришли к выводу, что Марс, вероятно, имел глобальную подповерхностную потенциально обитаемую зону в несколько километров толщиной. И эта зона должна была сохраняться сотни миллионов лет.

Что примечательно, по словам Тарнаса, количество подземного водорода, доступного в качестве источника энергии, растет в чрезвычайно холодных климатических сценариях. Эти выводы сохранялись, даже когда ученые моделировали различные климатические сценарии — некоторые теплее, некоторые холоднее. Потому что более толстый слой льда над зоной обитаемости служит крышкой, которая не дает водороду убегать из подповерхности.

«Мы думаем, что это может изменить отношение людей к климату и прошлой жизни на Земле». «У людей есть представление о том, что холодный климат раннего Марса плох для жизни, но как мы видим, в холодном климате больше химической энергии для жизни под землей», говорит Тарнас.

Последствия исследования

Тарнас и Мастард говорят, что эти выводы помогут в понимании, куда отправлять следующий космический аппарат, который займется поиском признаков жизни на Марсе.

«Многие из них поступили с глубины обитаемой зоны, а теперь находятся, зачастую нетронутые, на поверхности». «Один из самых интересных вариантов исследования это поиск блоков мегабрекчии — кусков породы, которые были вырваны из земли в процессе удара метеорита», говорит Тарнас.

Мастард, который активно участвовал в процессе выбора места посадки ровера Mars 2020, говорит, что такого рода блоки брекчии присутствуют как минимум в двух местах,  которые рассматривали в NASA: Northeast Syrtis Major и Midway.

«Области, где у вас могут быть остатки подземной обитаемой зоны — которая, возможно, была самой большой обитаемой зоной на планете — кажутся хорошим местом для поиска». «Миссия ровера 2020 будет заключаться в поисках признаков жизни», говорит Мастард.

Расскажите в нашем чате в Телеграме. А как думаете вы?

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть