Можливість існування життя на Марсі захоплювала уяву дослідників, вчених та письменників вже більше століття. З тих пір, як Джованні Шіапареллі (а пізніше Персіваль Лоуелл) в 19 столітті помітив, що вони вважали "Марсіанськими каналами", люди мріяли одного дня відправити емісарів на Червону планету, сподіваючись знайти цивілізацію і зустрітися з рідними марсіанами.
У той час як Маринець і Вікінг програми 1960-х та 70-х рр. зруйнували поняття марсіанської цивілізації, з тих пір з'явилося багато доказів, які свідчать про те, як життя могло колись існувати на Марсі. Завдяки новому дослідженню, яке вказує на те, що Марс може мати достатню кількість кисневого газу, замкненого під його поверхнею, щоб підтримувати аеробні організми, теорія про те, що життя може ще існування там було дано ще один імпульс
Дослідження, яке нещодавно з’явилося в журналі Природа Геологія, очолював Влад Стаменкович, вчений-планетар і фізик-теоретик з лабораторії реактивного руху НАСА. До нього приєдналися декілька членів JPL та Відділу геологічних та планетарних наук Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech).
Простіше кажучи, на можливу роль, яку кисневий газ міг зіграти на Марсі, історично приділялося мало уваги. Це пов’язано з тим, що кисень складає дуже мізерний відсоток атмосфери Марса, який складається в першу чергу з вуглекислого газу та метану. Однак геохімічні дані від марсіанських метеоритів та багатих марганцем порід на його поверхні показали високий ступінь окислення.
Це могло бути результатом води, яка існувала на Марсі в минулому, що вказувало б на те, що кисень відігравав певну роль у хімічному вивітрюванні марсіанської кори. Щоб вивчити цю можливість, Стаменкові та його команда розглянули дві докази, зібрані Цікавість ровер. Перший - хімічні докази з хімії та мінералогії Curiosity (CheMin), які підтвердили високий рівень окислення в зразках марсіанської породи.
По-друге, вони консультувались із доказами, отриманими Mars Express ' Марс вдосконалений радіолокатор для приземного та іоносферного зондування (MARSIS), який вказував на наявність води під південною полярною зоною Марса. Скориставшись цими даними, команда почала підраховувати, скільки кисню може існувати у підповерхневих відкладеннях, а також чи цього буде достатньо для підтримки аеробних організмів.
Вони почалися з розробки всебічної термодинамічної бази для обчислення розчинності O² у рідких розсолах (солона вода та інші розчинні мінерали) в марсіанських умовах. Для цих розрахунків вони припускали, що подача O² - атмосфера Марса, яка зможе налагодити контакт з поверхневим і надповерховим середовищем - і, отже, передавальним.
Далі вони поєднали цю структуру розчинності з загальною моделлю циркуляції Марса (GCM), щоб визначити річну швидкість, з якою O² розчинятиметься в розсолах, і сьогодні враховують місцеві умови тиску та температури на Марсі. Це дозволило їм негайно помітити, які регіони, швидше за все, підтримують високий рівень розчинності O².
Нарешті, вони підрахували історичні та майбутні зміни в косості Марса, щоб визначити, як розвивався розподіл аеробних середовищ за останні 20 мільйонів років, і як вони можуть змінитися в наступні 10 мільйонів. З цього вони виявили, що навіть у найгірших сценаріях в марсіанських скелях та підземних водоймах було достатньо кисню для підтримки аеробних мікробних організмів. Як сказав Стаменкович для Space Magazine:
«Наш результат полягає в тому, що кисень може розчинятися в різних розсолах за сучасних умов Марса в концентраціях, значно більших, ніж аеробні мікроби потребують для дихання. Ми поки не можемо робити тверджень щодо потенціалу ґрунтових вод, але наші результати можуть означати існування прохолодних розсолів, що діють на гірські породи, що утворюють оксиди марганцю, які спостерігалися при МСЛ ».
З їх розрахунків вони виявили, що більшість підземних середовищ на Марсі перевищували рівень кисню, необхідний для аеробного дихання (~ 10 ^? 6 моль м ^? 3) на 6 порядків. Це співмірне з рівнем кисню в океанах Землі сьогодні, і вище, ніж те, що існувало на Землі до Великої події оксигенації приблизно приблизно 2,35 мільярда років тому (10 ^? 13–10 ^? 6 моль м ^ 3).
Ці висновки свідчать про те, що життя все ще може існувати у підземних родовищах солоної води та дають пояснення утворенню високоокислених порід. "Ровер MSL Curiosity виявив оксиди марганцю, які зазвичай утворюються лише при взаємодії гірських порід із сильно окисленими породами", - сказав Стаменкович. "Таким чином, наші результати могли б пояснити ці результати, якщо б холодні розсоли були і концентрація кисню була схожа або більша, ніж сьогодні, поки гірські породи були змінені".
Вони також дійшли висновку, що навколо полярних областей, де існують набагато більш високі концентрації O², може бути кілька місць, що було б достатньо для підтримки існування складніших багатоклітинних організмів, таких як губки. Тим часом навколишнє середовище з проміжною розчинністю, ймовірно, може виникнути в нижчих місцях ближче до екватора, які мають більш високий поверхневий тиск - таких, як Геллада та Амазоніс Плантіція, аравійська та темпера тера.
З усього цього те, що починає виникати, - це картина того, як життя на Марсі могло мігрувати під землю, а не просто зникати. Коли атмосфера повільно відганялася, а поверхня охолоджувалася, вода почала замерзати і потрапляти в ґрунт та підземні сховища, де було достатньо кисню для підтримки аеробних організмів, незалежних від фотосинтезу.
Хоча ця можливість може призвести до нових можливостей у пошуку життя на Марсі, може бути дуже важко (і недоцільно) продовжувати його шукати. Для початку попередні місії уникали районів на Марсі з концентрацією води, боячись заразити їх бактеріями Землі. Звідси й такі майбутні місії, як НАСАМарс 2020 Ровер буде зосереджений на зборі зразків поверхневого ґрунту, щоб шукати докази минулого життя.
По-друге, хоча це дослідження представляє можливість того, що життя могло існувати в підземних сховищах на Марсі, це не остаточно доводить, що життя все ще існує на Червоній планеті. Але, як зазначив Стаменкович, це відкриває двері для нових захоплюючих досліджень і може кардинально змінити те, як ми дивимось на Марс:
«Це означає, що нам ще стільки потрібно дізнатися про потенціал життя на Марсі, не лише минулому, але й теперішньому. Так багато питань залишаються відкритими, але ця робота також дає надію дослідити потенціал існування на Марсі сьогодні - з акцентом на аеробне дихання, щось дуже несподіване ».
Одним з найбільших наслідків цього дослідження є те, як воно показує, як Марс міг розвивати життя за інших умов, ніж Землі. Замість анаеробних організмів, що виникають у шкідливому середовищі та використовують фотосинтез для отримання кисню (роблячи атмосферу придатною для аеробних організмів), Марс міг виводити кисень через скелі та воду для підтримання аеробних організмів у холодному середовищі подалі від Сонця.
Це дослідження також може мати наслідки для пошуку життя поза Землею. Хоча підземні мікроби на холодних, сухих екзопланетах можуть не здаватися ідеальним для нас визначенням "житлових", але це створює потенційну можливість шукати життя, як ми. ні знайте це. Зрештою, пошук життя за межами Землі буде революційним, незалежно від того, в якій формі вона буде прийнята.
