Otsib Marsil tulnukaid. Kui elu oleks olnud, ehk jäi see ellu?

Marsil on olemas kõik eluks vajalik. Marsi meteoriitide analüüs näitab, et planeedi pinna all on aineid, mis võivad vähemalt mikroorganismide kujul elu toetada. Mõnel pool elavad sarnastes tingimustes ka maapealsed mikroobid.

Hiljuti on Browni ülikooli teadlased uurinud Marsi meteoriitide keemiline koostis - kivitükid, mis paisati Marsilt ja sattusid Maale. Analüüs näitas, et need kivimid võivad veega kokku puutuda. toota keemilist energiatmis võimaldab mikroorganismidel elada nagu Maa sügaval sügavusel.

Uuris meteoriite Teadlaste arvates võivad nad suure osa moodustada esindusliku valimi marsi kooriksee tähendab, et oluline osa planeedi sisemusest sobib elu toetamiseks. "Pinna all olevate kihtide teadusliku uurimise jaoks on olulised tulemused kõikjal, kus Marsil on põhjavetton hea võimalus piisavalt juurde pääseda keemiline energiasäilitada mikroobide elu,” ütles uurimisrühma juht Jesse Tarnas pressiteates.

Viimastel aastakümnetel on Maal avastatud, et paljud organismid elavad sügaval pinna all ja ilma valgusele juurdepääsuta ammutavad energiat keemiliste reaktsioonide saadustest, mis tekivad vee kokkupuutel kivimitega. Üks neist reaktsioonidest on radiolüüs. See juhtub siis, kui kivis leiduvad radioaktiivsed elemendid põhjustavad veemolekulide lõhenemist vesinikuks ja hapnikuks. Vabanenud vesinik lahustub piirkonnas esinevas vees ja mõnedes mineraalides nagu Püriit neelab hapnikku moodustamiseks väävel.

nad suudavad absorbeerida vees lahustunud vesinikku ja kasutada seda kütusena, reageerides sulfaatide hapnikuga. Näiteks kanada keeles Kidd Creeki kaevandus (1) Seda tüüpi mikroobe on leitud peaaegu kahe kilomeetri sügavusest veest, kuhu päike pole tunginud enam kui miljardi aasta jooksul.

1. Boston Dynamicsi robot uurib kaevandust

Kidd Creek

W Marsi meteoriit teadlased on leidnud radiolüüsiks vajalikke aineid elutegevuseks piisavas koguses. nii et muistsed rusude leiukohad on siiani säilinud suures osas puutumata.

Varasemad uuringud näitasid aktiivsete põhjaveesüsteemide jäljed planeedil. Samuti on märkimisväärne võimalus, et sellised süsteemid eksisteerivad ka tänapäeval. Üks hiljutine uuring näitas nt. jääkatte all maa-aluse järve võimalus. Seni on maapõue uurimine raskem kui uurimine, kuid artikli autorite sõnul pole see ülesanne, millega me hakkama ei saaks.

Keemilised vihjed

In 1976 aastal NASA Viking 1 (2) maandus Chryse Planitia tasandikul. Sellest sai esimene maandur, mis edukalt Marsile maandub. "Esimesed vihjed tulid siis, kui saime fotosid viikingitest, millel on tavaliselt vihma tõttu Maal nikerdatud jäljed," ütles ta. Aleksander Hayes, Cornelli astrofüüsika ja planeediteaduse keskuse direktor intervjuus ajakirjale Inverse. "Ta on Marsil olnud pikka aega vedel vesikes nikerdas pinna ja ta täitis kraatrid, moodustades järved'.

Viikingid 1 ja 2 nende pardal olid väikesed astrobioloogilised "laboratooriumid", et teha oma uurimuslikke katseid. elu jäljed Marsil. Sildistatud väljutamise katses segati väikesed Marsi pinnase proovid veetilkadega, mis sisaldasid toitainelahust ja mõnda Aktiivsüsi uurida gaasilisi aineid, mis võivad tekkida elusorganismid Marsil.

Mullaproovi uurimine näitas ainevahetuse märkekuid teadlased ei nõustunud, kas see tulemus oli kindel märk sellest, et Marsil on elu, sest gaasi võis toota ka midagi muud kui elu. Näiteks võib see gaasi tekitades aktiveerida ka pinnase. Teine Vikingi missiooni läbiviidud katse otsis orgaanilise materjali jälgi ega leidnud midagi. Nelikümmend aastat hiljem suhtuvad teadlased nendesse esialgsetesse katsetesse skeptiliselt.

Detsembris 1984 V. Allan Hills Antarktikast leiti tükk Marsi. , kaalus umbes neli naela ja oli tõenäoliselt pärit Marsilt, enne kui iidne kokkupõrge selle pinnalt tõstis. punane planeet maale.

1996. aastal vaatas rühm teadlasi meteoriidifragmendi sisse ja tegi hämmastava avastuse. Meteoriidi seest leidsid nad struktuure, mis sarnanesid mikroobide poolt moodustatavatele struktuuridele (3) hästi leitud orgaaniliste materjalide olemasolu. Esialgseid väiteid elu kohta Marsil ei ole laialdaselt aktsepteeritud, kuna teadlased on leidnud muid viise meteoriidi sees olevate struktuuride tõlgendamiseks, väites, et orgaanilise materjali olemasolu võis põhjustada saastumist Maalt pärit materjalidest.

3. Mikrograaf Marsi meteoriidist

teisipäev 2008 laisk vaim komistas Gussevi kraatris Marsi pinnalt väljaulatuvale kummalisele kujundile. Seda struktuuri nimetatakse selle kuju tõttu lillkapsaks (4). Sellised Maal ränidioksiidi moodustumine seotud mikroobide aktiivsusega. Mõned inimesed eeldasid kiiresti, et need on moodustatud Marsi bakteritest. Kuid need võivad tekkida ka mittebioloogiliste protsesside kaudu, nagu tuule erosioon.

Peaaegu kümme aastat hiljem kuulus NASA-le Lasik Uudishimu avastas Marsi kivimit puurides väävli, lämmastiku, hapniku, fosfori ja süsiniku jälgi (elutähtsad koostisosad). Kulgur leidis ka sulfaate ja sulfiide, mida võidi miljardeid aastaid tagasi kasutada Marsil mikroobide toiduna.

Teadlased usuvad, et mikroobide primitiivsed vormid võisid leida selleks piisavalt energiat sööb marsi kive. Mineraalid näitasid ka vee enda keemilist koostist enne selle Marsilt aurustumist. Hayesi sõnul on inimestele ohutu juua.

4Marsi lillkapsas pildistatud

Spirit rover

2018. aastal leidis Curiosity ka lisatõendeid metaani olemasolu Marsi atmosfääris. See kinnitas varasemaid tähelepanekuid metaani jälgede kohta nii orbiitide kui ka kulgurite poolt. Maal peetakse metaani biosignatuuriks ja elumärgiks. Gaasiline metaan ei püsi pärast tootmist kaua.lagunemine teisteks molekulideks. Uuringutulemused näitavad, et metaani hulk Marsil suureneb ja väheneb sõltuvalt aastaajast. See pani teadlased veelgi enam uskuma, et metaani toodavad Marsi elusorganismid. Teised aga usuvad, et metaani saab toota Marsil veel tundmatu anorgaanilise keemia abil.

NASA teatas selle aasta mais Marsi proovianalüüsi (SAM) andmete analüüsi põhjal, kaasaskantav keemialabor Curiosity pardalet Marsil leidub tõenäoliselt orgaanilisi sooli, mis võib anda sellele täiendavaid vihjeid Punane planeet kunagi oli elu.

Ajakirjas Journal of Geophysical Research: Planets avaldatud selleteemalise väljaande kohaselt võib Marsi pinnasetetes olla ohtralt orgaanilisi sooli, nagu raud-, kaltsium- ja magneesiumoksalaadid ja -atsetaadid. Need soolad on orgaaniliste ühendite keemiline jääk. Planeeritud Euroopa Kosmoseagentuuri kulgur ExoMars, mis on varustatud puurimisvõimalusega umbes kahe meetri sügavusele, varustatakse nn. Goddardi instrumentkes analüüsib Marsi pinnase sügavamate kihtide keemiat ja saab ehk rohkem teada nende orgaaniliste ainete kohta.

Uus kulgur on varustatud varustusega elu jälgede otsimiseks

Alates 70ndatest ning aja ja missioonide jooksul on seda näidanud üha rohkem tõendeid Marsil võis oma varases ajaloos olla elukui planeet oli niiske ja soe maailm. Seni pole aga ükski avastus andnud veenvaid tõendeid Marsi elu olemasolust ei minevikus ega olevikus.

Alates 2021. aasta veebruarist tahavad teadlased leida neid hüpoteetilisi varaseid elumärke. Erinevalt oma eelkäijast Curiosity kulgurist, mille pardal on MSL-labor, on see varustatud selliste jälgede otsimiseks ja leidmiseks.

Sihikindlus torgib järve kraatrit, umbes 40 km lai ja 500 meetri sügavune, on kraater, mis asub Marsi ekvaatorist põhja pool. Jezero kraatris asus kunagi järv, mis hinnanguliselt kuivas 3,5–3,8 miljardit aastat tagasi, mistõttu on see ideaalne keskkond, et otsida jälgi iidsetest mikroorganismidest, mis võisid järve vetes elada. Perseverance ei uuri mitte ainult Marsi kivimeid, vaid kogub ka kivimiproove ja säilitab neid tulevaseks missiooniks Maale naasmiseks, kus neid laboris uuritakse.

5. SuperCami töö visualiseerimine Perseverance roveri pardal.

Biosignatuuride jaht tegeleb kulguri kaamerate ja muude tööriistadega, eriti Mastcam-Z-ga (asub kulguri mastis), mis suudab teaduslikult huvitavate sihtmärkide uurimiseks sisse suumida.

Missiooniteaduse meeskond saab instrumendi tööle panna. superkaamera püsivus laserkiire suunamine huvipakkuvale sihtmärgile (5), mis tekitab väikese lenduva materjali pilve, mille keemilist koostist saab analüüsida. Kui need andmed on paljulubavad, võib kontrollrühm anda uurijale käsu. roveri robotkäsiläbi viia põhjalikud uuringud. Käsivars on muuhulgas varustatud PIXL-iga (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry), mis kasutab suhteliselt tugevat röntgenikiirt, et otsida potentsiaalseid keemilisi elujälgi.

Teine tööriist nimega SHERLOCK (elukeskkonna skaneerimine orgaaniliste ja keemiliste ainete Ramani hajumise ja luminestsentsi abil), on varustatud oma laseriga ning suudab tuvastada veekeskkonnas tekkivate orgaaniliste molekulide ja mineraalide kontsentratsioone. koos, SHERLOCK i PIKSEL Eeldatakse, et nad esitavad Marsi kivimite ja setete elementide, mineraalide ja osakeste kõrge eraldusvõimega kaardid, mis võimaldavad astrobioloogidel hinnata nende koostist ja tuvastada kõige lootustandvamad proovid, mida koguda.

NASA läheneb nüüd mikroobide leidmisele varasemast erinevalt. Erinevalt lae alla VikingVisadus ei otsi ainevahetuse keemilisi märke. Selle asemel hõljub see ladestusi otsides Marsi pinna kohal. Need võivad sisaldada juba surnud organisme, nii et ainevahetus ei tule kõne allagi, kuid nende keemiline koostis võib meile palju rääkida eelmisest elust selles kohas. Proovid kogus Perseverance need tuleb kokku koguda ja tulevase missiooni jaoks Maale tagasi saata. Nende analüüs viiakse läbi maapealsetes laborites. Seetõttu eeldatakse, et lõplik tõend endiste marslaste olemasolust ilmub Maale.

Teadlased loodavad leida Marsil pinnatunnuse, mida ei saa seletada millegi muuga kui iidse mikroobse elu olemasoluga. Üks neist kujuteldavatest koosseisudest võib olla midagi sarnast stromatoliit.

Maapinnal, stromatoliit (6) mikroorganismide poolt moodustatud kivikünkad iidsetel rannajoontel ja muudes keskkondades, kus oli palju energiat ainevahetuse ja vee jaoks.

Suurem osa veest kosmosesse ei läinud

Me ei ole veel kinnitanud elu olemasolu Marsi sügavas minevikus, kuid mõtleme endiselt, mis võis selle väljasuremise põhjustada (kui elu tõesti kadus, ega läinud näiteks sügavale pinna alla). Elu alus, vähemalt nii nagu me seda teame, on vesi. Hinnanguline varane marss see võib sisaldada nii palju vedelat vett, et see kataks kogu selle pinna 100–1500 m paksuse kihiga. Tänapäeval on Marss aga pigem kuiv kõrb.ja teadlased püüavad endiselt välja selgitada, mis need muutused põhjustas.

Teadlased püüavad näiteks selgitada kuidas marss vett kaotasmis oli selle pinnal miljardeid aastaid tagasi. Suurema osa ajast arvati, et suur osa Marsi iidsest veest on läbi atmosfääri ja kosmosesse pääsenud. Umbes samal ajal oli Marss kaotamas oma planeedi magnetvälja, kaitstes oma atmosfääri Päikesest lähtuva osakeste joa eest. Pärast magnetvälja kadumist Päikese toime tõttu hakkas Marsi atmosfäär kaduma.ja vesi kadus koos sellega. NASA suhteliselt värske uuringu kohaselt võis suur osa kadunud veest jääda planeedi maakoore kivimitesse.

Teadlased analüüsisid paljude aastate jooksul Marsi uurimisel kogutud andmete kogumit ja jõudsid nende põhjal siiski järeldusele, et vee vabanemine atmosfäärist kosmoses vastutab ta vaid vee osalise kadumise eest Marsi keskkonnast. Nende arvutused näitavad, et suur osa praegu puudulikust veest on seotud planeedi maakoores leiduvate mineraalidega. Esitati nende analüüside tulemused Evie Sheller Caltechilt ja tema meeskonnalt 52. planeedi- ja kuuteaduste konverentsil (LPSC). Selle töö tulemusi kokkuvõttev artikkel ilmus ajakirjas Nauka.

Uuringutes pöörati erilist tähelepanu seksuaalvahekorrale. deuteeriumi sisaldus (vesiniku raskem isotoop) vesinikku. Deuter esineb looduslikult vees umbes 0,02 protsenti. "tavalise" vesiniku olemasolu vastu. Tavalist vesinikku on oma väiksema aatommassi tõttu kergem atmosfäärist kosmosesse välja viia. Deuteeriumi ja vesiniku suurenenud suhe ütleb meile kaudselt, milline oli vee Marsilt kosmosesse väljumise kiirus.

Teadlased jõudsid järeldusele, et täheldatud deuteeriumi ja vesiniku suhe ning geoloogilised tõendid vee külluse kohta Marsi minevikus näitavad, et planeedi veekadu ei saanud tekkida üksnes Marsi minevikus toimunud atmosfääri põgenemise tõttu. ruumi. Seetõttu on välja pakutud mehhanism, mis seob eraldumise atmosfääri ja mõne vee kinnipüüdmisega kivimitesse. Kivimitele toimides võimaldab vesi tekkida savil ja muudel hüdreeritud mineraalidel. Sama protsess toimub ka Maal.

Meie planeedil viib tektooniliste plaatide tegevus aga selleni, et vanad maakoore killud koos hüdraatunud mineraalidega sulatatakse vahevöösse ning seejärel paiskub tekkinud vesi vulkaaniliste protsesside tulemusena atmosfääri tagasi. Ilma tektooniliste plaatideta Marsil on vee kinnipidamine maakoores pöördumatu protsess.

Sise-Marsi järvede piirkond

Alustasime maa-aluse eluga ja tuleme selle juurde tagasi lõpus. Teadlased usuvad, et see on ideaalne elupaik Marsi tingimused reservuaarid võivad olla peidetud sügavale mulla- ja jääkihtide alla. Kaks aastat tagasi teatasid planeediteadlased suure järve avastamisest soolane vesi jää all Marsi lõunapooluselmis võeti vastu ühelt poolt entusiastlikult, aga ka mõningase skepsisega.

2020. aastal aga kinnitasid teadlased veel kord selle järve olemasolu ja nad leidsid veel kolm. Ajakirjas Nature Astronomy avaldatud avastused tehti kosmoselaeva Mars Express radariandmete abil. "Tuvastasime sama veehoidla, mis avastati varem, kuid leidsime peamise veehoidla ümbert ka kolm muud veehoidlat," ütles planeediteadlane Elena Pettinelli Rooma ülikoolist, kes on üks uuringu kaasautoritest. "See on keeruline süsteem." Järvede pindala on umbes 75 tuhat ruutkilomeetrit. See on umbes viiendiku Saksamaa suurusest ala. Suurima keskjärve läbimõõt on 30 kilomeetrit ja seda ümbritsevad kolm väiksemat mitme kilomeetri laiust järve.

7. Marsi maa-aluste veehoidlate visualiseerimine

subglatsiaalsetes järvedes, näiteks Antarktikas. Marsi tingimustes esinev soola kogus võib aga olla probleem. Arvatakse, et maa-alused järved Marsil (7) peab olema kõrge soolasisaldusega, et vesi jääks vedelaks. Marsi sügavustest pärinev soojus võib mõjuda sügaval pinna all, kuid teadlaste sõnul ei piisa sellest üksi jää sulamiseks. "Soojuslikust vaatenurgast peab see vesi olema väga soolane," ütleb Pettinelli. Umbes viis korda merevee soolasisaldusega järved võivad elu toetada, kuid kui kontsentratsioon läheneb merevee soolsusele XNUMX korda, siis elu ei eksisteeri.

Kui me selle lõpuks leiame elu marsil ja kui DNA-uuringud näitavad, et Marsi organismid on seotud Maa organismidega, võib see avastus muuta meie nägemuse elu tekkest üldiselt, nihutades meie vaate puhtalt maiselt maapealsele. Kui uuringud näitaksid, et Marsi tulnukatel pole meie eluga mingit pistmist ja nad arenesid täiesti iseseisvalt, tähendaks see samuti revolutsiooni. See viitab sellele, et elu kosmoses on tavaline, kuna see tekkis iseseisvalt esimesel planeedil Maa lähedal.