5 возможностей для жизни на Марсе

Хотя сегодня Марс известен как замороженная красная планета, у него есть все доказательства, о которых мы могли бы мечтать.

Хотя сегодня Марс известен как замороженная красная планета, у него есть все доказательства, о которых мы могли бы мечтать. [+] водянистое прошлое, длящееся приблизительно первые 1,5 миллиарда лет Солнечной системы. Могло ли оно быть похожим на Землю, вплоть до того, что на нем была жизнь в течение первой трети истории нашей Солнечной системы?

Кевин М. Гилл / flickr

С тех пор, как человечество наблюдает за небом, мы были очарованы возможностью того, что другие миры - как и Земля - ​​могут содержать живые организмы. Хотя наши визиты на Луну научили нас, что она совершенно бесплодна и необитаема, другие миры в нашей Солнечной системе остаются полными потенциала. На вершине облаков Венеры может быть жизнь. Европа и Энцелад могут жить в подповерхностном океане жидкой воды. Даже озера с жидкими углеводородами на Титане представляют собой увлекательное место для поиска экзотических живых организмов.

Но, безусловно, самая захватывающая возможность - это красная планета: Марс. У этого меньшего, более холодного и более далекого родственника Земли наверняка было влажное прошлое, когда жидкая вода явно текла по поверхности более миллиарда лет. Косвенные свидетельства указывают на правдоподобие существования жизни на Марсе не только в древнем прошлом, но, возможно, все еще живущей и, возможно, иногда активной даже сегодня. Есть пять возможностей для жизни на Марсе. Вот что нам известно на данный момент.

Изгибы Оксбоу встречаются только на последних этапах жизни медленно текущей реки, и этот найден. [+] на Марсе. Хотя многие канальные особенности Марса происходят из ледникового прошлого, существует множество свидетельств истории жидкой воды на поверхности, например, этого высохшего русла реки.

NASA / Mars Global Surveyor

Используя информацию, полученную с различных орбитальных аппаратов, посадочных аппаратов и марсоходов, мы сделали множество захватывающих открытий на Марсе. Мы видим высохшие русла рек и свидетельства древних ледниковых явлений на поверхности Марса. Мы находим крошечные гематитовые сферы на Марсе, а также многочисленные свидетельства существования осадочных пород, которые на Земле образуются только в водной среде. И мы наблюдали твердый подповерхностный лед, снег и даже замерзшую поверхностную воду на Марсе в режиме реального времени.

Мы даже наблюдали то, что, вероятно, было соленой поверхностной водой, активно стекающей по стенкам различных кратеров, хотя этот результат все еще остается спорным. Все сырые ингредиенты, необходимые для жизни на Земле, были в изобилии и на раннем Марсе, включая плотную атмосферу и жидкую воду на его поверхности. Хотя сегодня Марс больше не выглядит так, как будто он изобилует жизнью, есть три доказательства того, что прошлая или даже настоящая жизнь могла быть возможной.

Спросите Итана: сколько времени осталось до изменения календаря?

Признаки жизни на Сатурне? Ученые говорят, что мы обнаружили на Энцеладе то, что не можем объяснить

Неужели вы держите свою жизнь так дешево, что скорее умрете, чем примете науку?

Гематитовые сферы (или «марсианская черника»), полученные марсоходом Mars Exploration Rover. Эти . [+] почти наверняка свидетельства прошлой жидкой воды на Марсе и, возможно, прошлой жизни. Ученые НАСА должны быть уверены, что это место - и эта планета - не загрязнены самим актом наших наблюдений. На данный момент нет неопровержимых доказательств существования марсианской жизни в прошлом или настоящем.

Первое убедительное свидетельство было получено с помощью приборов на борту спускаемых аппаратов НАСА «Марс Викинг» в 1976 году. Было проведено три биологических эксперимента: эксперимент с газообменом, эксперимент с маркированным высвобождением и эксперимент с пиролитическим высвобождением, за которым последовал газовый хроматограф. спектрометрический эксперимент. Эксперимент с маркировкой высвобождения дал положительный результат при проведении на обоих посадочных модулях Viking, но только при первом испытании. Все остальные эксперименты оказались отрицательными.

Второе свидетельство было получено, когда 27 декабря 1984 года был обнаружен фрагмент марсианского метеорита - Allan Hills 84001. Как оказалось, примерно 3% всех метеоритов, падающих на Землю, происходят с Марса, но этот был особенно большой: почти 2 кг (более 4 фунтов) тяжелый. Первоначально он образовался на Марсе около 4 миллиардов лет назад и приземлился на Землю всего около 13 000 лет назад. Когда мы заглянули внутрь него в 1996 году, оказалось, что он содержит материал, который мог быть остатками окаменелых органических форм жизни, хотя они также могли возникнуть в результате неорганических процессов.

Совсем недавно марсоход «Марс Кьюриосити» обнаружил метановые отверстия на Марсе, которые могли быть. [+] производится органическим или неорганическим способом. Если это органика, автор проиграет пари с физиком Робертом Гаристо!

NASA / JPL-Caltech / SAM-GSFC / Univ. Мичигана

И, наконец, третье свидетельство появилось с последним марсоходом НАСА: Curiosity. По мере смены сезонов на Марсе Curiosity обнаруживал «отрыжки» метана из определенных подземных мест, но только в конце марсианской зимы и с наступлением весны. Это, опять же, в лучшем случае неоднозначный сигнал, поскольку неорганические, геохимические процессы могут быть сезонными и приводить к выбросу метана, но это также могут быть вызваны органическими, биологическими процессами.

Когда мы смотрим на полный набор свидетельств - на все, что мы узнали о Марсе - есть пять возможных вариантов истории жизни на Красной планете. Это мог быть вечно бесплодный мир; это может быть мир, в котором жизнь какое-то время процветала, но затем зашла в тупик; на нем могла быть сохранившаяся жизнь сегодня; она могла быть засеяна земной жизнью на раннем этапе; или это могли быть только земные организмы, которые пробирались туда с самого начала космической эры.

Вот что будет означать каждая возможность.

Марс вместе с его тонкой атмосферой, сделанный с орбитального аппарата "Викинг". Издалека также как. [+] вблизи нет очевидных, убедительных признаков прошлой или настоящей жизни на планете, хотя есть некоторые двусмысленные моменты, которые могли бы благоприятствовать или неблагоприятствовать жизни.

1.) На Марсе никогда не было жизни. Несмотря на то, что у нас были те же сырые ингредиенты, что и на ранней Земле, и аналогичные водные условия, необходимые обстоятельства, позволяющие сформироваться жизни, просто никогда не возникали на Марсе. Все геологические и химические процессы, которые происходят неорганически, по-прежнему происходят, но ничего органического. Затем, немногим более трех миллиардов лет назад, атмосфера Марса была удалена Солнцем, высушив любую жидкую поверхностную воду и что привело к нынешнему внешнему виду Марса.

Это наиболее консервативная позиция, требующая, чтобы все три предполагаемых «положительных» теста имели разрешение либо на неорганические, либо на контаминационные. Это в высшей степени возможно и остается - по мнению многих - допущением по умолчанию. До тех пор, пока не появятся убедительные доказательства, убедительно указывающие на прошлую или настоящую жизнь на Марсе, эта гипотеза, вероятно, останется главной.

По всему Марсу появляются сезонные замерзшие озера, свидетельствующие о наличии (не жидкой) воды на поверхности. . [+] Это лишь некоторые из множества доказательств, указывающих на водянистое прошлое на Марсе. Указывает ли вода на жизнь или нет, еще не определено.

ESA / DLR / FU Берлин (Г. Нойкум)

2. На Марсе рано зародилась жизнь, но она вымерла. Этот сценарий во многих отношениях столь же убедителен, как и предыдущий. Очень легко представить себе мир с:

  • плотная атмосфера, похожая на раннюю Землю,
  • стабильная жидкая вода на его поверхности,
  • континенты с богатым геологическим разнообразием,
  • вулканы,
  • магнитное поле,
  • день, похожий по длине на наш собственный,
  • и температуры лишь ненамного ниже, чем сегодня на Земле,

может привести к жизни. Для многих практически невозможно представить, что эти условия - по прошествии более миллиарда лет - не приведут к появлению жизни, учитывая, что жизнь возникла на Земле не более чем через несколько сотен миллионов лет после ее образования.

Однако потеря марсианской атмосферы оказала глубокое влияние на планету и могла привести к исчезновению всего живого на Марсе. Бурение осадочных пород Марса и поиск окаменелых форм жизни или даже метаморфизованных богатых углеродом включений потенциально может выявить доказательства, необходимые для подтверждения этого сценария.

Повторяющиеся линии склона, подобные этой на южном склоне кратера на дне Меласа. [+] Часма не только растет со временем, а затем исчезает, когда марсианский пейзаж заполняет их пылью, но и, как известно, вызван течением соленой жидкой воды. Возможно, в этих потоках происходят жизненные процессы.

AS McEwen et al., Nature Geoscience 7, 53–58 (2014)

3.) Марс имел раннюю жизнь, и он все еще существует в большей степени в дремлющей форме под поверхностью. Это наиболее оптимистичный, но все же научно жизнеспособный взгляд на жизнь на Марсе. Возможно, жизнь зародилась рано, и когда Марс потерял атмосферу, несколько экстремофилов остались в своего рода замороженном состоянии приостановленной анимации. Когда возникают подходящие условия - возможно, под землей, где иногда может течь жидкая вода, - эта жизнь «просыпается» и начинает выполнять свои важнейшие биологические функции.

Если это так, то под поверхностью Марса все еще есть организмы, возможно, в мелком песках всего в нескольких футах или даже нескольких дюймах под нашим космическим кораблем. Скорее всего, мы говорим только о одноклеточной жизни, возможно, даже не достигнув сложности эукариотической клетки, но жизнь в любом мире, кроме Земли, все равно была бы революцией для науки. Марсоход НАСА Perseverance, успешно запущенный 30 июля 2020 года, соберет критически важные образцы почвы, чтобы попытаться проверить этот гипотетический сценарий.

Планетоид, сталкивающийся с Землей, больше, чем даже удар астероида, уничтоживший динозавров. [+] может легко поднять достаточное количество материала, чтобы часть из него добралась до Марса, возможно, заразив древнюю Красную планету земным материалом, а также земными биологическими организмами.

4.) На Марсе, естественно, не было жизни, пока Земля не засеяла его. 65 миллионов лет назад очень большое, быстро движущееся тело столкнулось с Землей, создав кратер Чиксулуб и подняв достаточно материала, чтобы покрыть Землю облаком обломков, что привело к пятому великому массовому вымиранию в истории Земли. И, как и многие другие мощные столкновения, этот, вероятно, отбросил небольшие кусочки Земли в космос, точно так же, как ударники на Луне или Марсе посылают метеоры по всей Солнечной системе, где некоторые из них в конечном итоге приземляются на Землю.

Что ж, несколько ударов, вероятно, пойдут и по другому пути: отправят переносимый с Земли материал в другие миры, включая Марс. Кажется неразумным, что материал земной коры, богатый органической жизнью, вообще не дойдет до Марса. Вместо этого в высшей степени правдоподобно, что земные организмы добрались до Марса и начали там размножаться, независимо от того, процветали они или нет. Возможно, когда-нибудь мы сможем узнать полную историю жизни на Марсе и определить, есть ли у кого-либо из них того же общего предка, от которого произошла вся существующая земная жизнь. Это увлекательная возможность, от которой нелегко отказаться.

Первые по-настоящему успешные лендеры, Viking 1 и 2, возвращали данные и изображения в течение многих лет, в том числе. [+] предоставление противоречивого сигнала, который мог указывать на присутствие жизни на красной планете.

НАСА и Роэль ван дер Хорн

5.) Наша современная космическая программа распространила земную жизнь на Марс. И, наконец, возможно, Марс действительно был бесплодной, безжизненной планетой - по крайней мере, в течение миллиардов лет - до начала космической эры. Возможно, космические материалы, которые не были на 100% обеззаражены или стерилизованы, приземлились на поверхности Марса, принеся с собой современные земные организмы в качестве безбилетных пассажиров.

Это главный кошмар для астробиологов: есть захватывающая история жизни, которую нужно раскрыть в другом мире, но мы заразим ее нашими собственными организмами, прежде чем мы когда-либо узнаем истинную историю жизни в этом мире. В худшем случае это может быть случай, когда на Марсе выживает простая жизнь марсианского происхождения, но земная жизнь прибыла и превзошла ее, что привело к быстрому вымиранию. Этот очень реальный, здоровый страх является причиной того, что мы часто так консервативны с биологической точки зрения, когда исследуем другие планеты и чужие миры.

Ракета Atlas V с марсоходом NASA Perseverance запускается с площадки 41 на мысе Канаверал Эйр. [+] Force Station. Миссия Mars 2020 планирует высадить марсоход Perseverance на Красной планете в феврале 2021 года, где он будет искать признаки древней жизни и собирать образцы камней и почвы для возможного возвращения на Землю. (Пол Хеннесси / SOPA Images / LightRocket через Getty Images)

SOPA Images / LightRocket через Getty Images

Есть огромная надежда, что нынешнее и будущие поколения марсоходов и орбитальных аппаратов помогут нам, наконец, понять, был ли Марс - сейчас или когда-либо в прошлом - когда-либо укрывал жизнью. Если ответ на этот вопрос утвердительный, тогда возникает важный дополнительный вопрос: связана ли эта жизнь с жизнью на Земле или независима от нее? Возможно, что жизнь зародилась на Земле и залила Марс жизнью; возможно, что жизнь зародилась на Марсе, а затем зародилась на Земле; возможно даже, что жизнь предшествовала и Земле, и Марсу, и ее ранние формы распространились на обеих планетах.

Но на данный момент у нас нет неопровержимых доказательств того, что жизнь вообще когда-либо существовала на Марсе. У нас есть несколько намеков, которые могут быть индикаторами прошлой или настоящей жизни там, но совершенно неорганические процессы могут объяснить каждый из этих наблюдаемых результатов.

Как всегда, единственный способ узнать правду - это проводить больше научных исследований с лучшими инструментами и методами. Поскольку марсоход НАСА Perseverance продвигается вперед по сбору различных образцов почвы, следующим шагом будет их возвращение на Землю для лабораторного анализа. Если нам это удастся, мы сможем точно знать в течение следующего десятилетия, какая из этих пяти возможностей наиболее соответствует истине о Марсе.