"Curiosity" нашёл на Марсе следы органики!
Curiosity нашёл на Марсе следы органики!
В последних пробах марсианского грунта, сделанных американским планетоходом, найден углерод, происходящий из органических соединений, причём в концентрациях, превышающих те, что есть в иных обитаемых местах на Земле. «И вот опять эта проклятая неопределённость»?
В последний раз, когда ровер докладывал нам о результатах поиска органических молекул на Марсе, информация носила... смешанный характер. Через десятилетия после первого анализа марсианского грунта внезапно выяснилось, что на поверхности планеты широко распространены перхлораты. А Curiosity, как оказалось, корректно искать следы жизни в таких условиях не готов: его метод анализа подразумевает нагрев проб грунта до сотен градусов. Перхлораты же при такой температуре становятся мощнейшими окислителями и попросту окисляют практически любую органику до банального углекислого газа. Называя вещи своими именами, даже если на Марсе и есть бактерии, инструментальные методы «наших» марсоходов сыграют для них роль печки, а не микроскопа Левенгука. Отличить продукты их сгорания от обычного атмосферного углекислого газа нет никакой возможности. Немногие органические молекулы, которые пережили такую технологию, оказавшуюся принципиально негодной для марсианских условий, исследователи тогда приписали стороннему загрязнению - веществам земного происхождения, которые «случайно попали из внутренностей марсохода в аппаратуру для анализа грунта».
Чтобы найти углерод органического происхождения, марсоходу пришлось «забуриться» всего на пять сантиметров. Интересно, что ждало бы аппарат, если бы он мог углубиться хотя бы на метр? (Здесь и ниже иллюстрации NASA / JPL-Caltech / MSSS.)
Однако новые исследования на ту же тему рисуют несколько иную картину. Похоже, с органикой повторилась история воды, найденной американцами в лунном грунте в 1970-х и тотально списанной на «загрязнения земного происхождения», что на несколько десятилетий отодвинуло признание научным сообществом существования на Селене воды.
[Spoiler (click to open)]
Загрязнения земного происхождения «не могут объяснить всё», признаётся Дэниэл Глэвин (Daniel Glavin) из Центра управления космическими полётами им. Годдарда НАСА, один из учёных, обрабатывавших результаты поисков органики. Проанализировав пустые контейнеры для образцов почвы, куда марсианский материал ещё просто не мог попасть, варьируя количество забираемого грунта и промывая образцы перед анализом, группа, оперирующая анализатором, выявила, что немарсианские загрязнения могут отвечать лишь за 1-3% углерода, появляющегося в составе углекислого газа, который обнаруживается при анализе.
Оставшиеся же 97% вполне способны быть органикой марсианского происхождения, заключили учёные после первой пробы грунта с глубины 5 см, взятой в районе геологического обнажения в «заливе» Йеллоунайф. Забранный там материал по всем признакам похож на донные отложения древнего озера. Кстати, время его «жизни» исследователи оценивают в тысячи лет, то есть речь идёт о длительном существовании на поверхности древнего Марса больших масс воды. Отныне это можно считать доказанным.
При сравнении забранной с пятисантиметровой глубины породы с пылью, покрывающей планету, выяснилось, что при анализе бывшие донные отложения выдали значительно больше углекислого газа, чем поверхностная пыль, и это трудно интерпретировать как-то иначе, чем доказательство присутствия органических веществ под марсианской почвой.
Дело в том, что тамошняя поверхностная пыль долго подвергалась воздействию ультрафиолета, космической радиации, слабо задерживаемой атмосферой Красной планеты, и тех же перхлоратов, которые на солнце нагреваются и окисляют всё живое. Но уже на глубине в считанные сантиметры все эти факторы действуют гораздо слабее, и тамошняя органика древнего или, чего доброго, современного происхождения может задержаться. Когда она попала в мобильную геенну огненную на борту Curiosity, нагретые перхлораты быстро её уничтожили, однако получившийся в итоге углекислый газ по своей концентрации превысил результаты для поверхностной пыли, выдав с головой марсианскую органику.
Более того, почва на пятисантиметровой глубине выделила углекислый газ при меньших температурах, нежели пыль с поверхности. Исходя их этого, исследователи посчитали, что пыль содержала лишь карбонаты неорганического происхождения, в то время как подпочвенные образцы - настоящую органику, для разложения которой до CO2 требуется куда меньший нагрев. По слухам, один из членов команды НАСА, увидев результаты анализа почвы, полученной бурением, так и сказал: «Это окисление органического углерода, ребята».
И всё же, хотя г-н Глэвин в беседах с журналистами характеризует ситуацию с результатами анализов как «восхитительную», «на письме» он и его коллеги осторожнее. Это, мол, не прямое обнаружение органики, которого аппаратура Curiosity просто не позволяет добиться, - а значит, перед нами косвенная улика, хотя и чрезвычайно надёжная.
Наконец, как подчёркивает тот же Дэниэл Глэвин, пока «мы не можем ничего сказать о происхождении этого [органического] углерода». Это потому, что абиогенный источник для него в теории вполне возможен: тонны органической материи падают на Марс каждый год в метеоритах и космической пыли. Причём если в метеоритах земного прохождения она может быть следами жизни, то космическая пыль несёт органические соединения из космоса, где эта материя может образовываться без помощи живых организмов. Другое дело, что, по расчётам, такой органический углерод должен дать от десятка до нескольких сотен частей на миллион, в то время как последний анализ Curiosity показывает 500 частей на миллион. То есть если перед нами и «импортная» органика, то её количество как-то слишком уж велико и с трудом подпадает под верхнюю границу вычислений.
Кроме того, донные отложения озера, выявленного марсоходом, почти не имеют следов химических процессов, связанных с активной эрозией, поэтому другая группа авторов в отдельной работе сделала вывод, что даже в период существовании озера вода разливалась на большие площади относительно редко, примерно так, как сегодня это случается в Атакаме, пустыне на севере Чили.
У этой медали есть и оборотная сторона. Хотя, с одной стороны, уровень органического углерода в находках планетохода может быть объяснён внепланетными факторами, он чрезвычайно высок в сравнении некоторыми районами Земли, где существует микробная жизнь. Скажем, в некоторых многокилометровых шахтах Южной Африки, где ранее добывалась золотая руда, обнаруживаются «местные» хемолитотрофные организмы, которые, условно говоря, «едят скалу», используя неорганические скальные породы как источник энергии. Но камень - это вовсе не хлеб с маслом, и уровень органического по происхождению углерода в местах их обитания соответствует скромному масштабу жизни и деятельности этих бактерий. Он просто крошечный в сравнении с пятьюстами частями на миллион, найденными Curiosity!
Повторим: в тех местах на Земле, где точно найдена жизнь, способная существовать без кислорода, отсутствующего на Марсе, концентрация углерода, которая указывает на наличие органики, несравнимо ниже марсианской. То есть если этот углерод не целиком внемарсианский по происхождению, то он характеризует сравнительно процветающую для такого сурового места жизнь. Либо человеческий марсоход пробил почву в районе своего рода оазиса, либо метеориты принесли на Марс больше органики, чем можно найти в иных уголках Земли.
Местность, в которой примарсился Curiosity, оказалась богата на углерод, происходящий из органических соединений. Метеориты, космическая пыль, марсиане?..
Стоп, скажете вы, а вдруг новые находки - следы жизни в далёком прошлом Красной планеты? Как бы нам ни хотелось включить эту версию в список, Curiosity способен бурить лишь на считанные сантиметры, в то время как космические лучи проникают на метр в глубь марсианских пород и за миллионы лет, по идее, должны вообще разложить всю органику в этом слое. Уровень радиации от них, по последним замерам с марсохода, равен 0,64 миллизиверта в день - то есть за год до четверти зиверта. Вряд ли миллиард лет в таких условиях оставил бы после себя хоть какие-то органические соединения. Иными словами, вся эта марсианская органика подпитывается либо изнутри (?), либо снаружи (метеоритами), иначе радиация давно бы её «съела». Тем самым находка марсохода не является палеонтологической ценностью: это следы сравнительно недавних процессов.
Остаётся либо импорт органики, либо, как это ни смешно, жизнь. Как узнать, какая из этих версий ближе к истине? Увы, дело выглядит непростым: хотя любой космонавт с ломом и небольшим набором оборудования мог бы решить дилемму в сравнительно короткие сроки, ни одного человека на Марсе нет и в ближайшие десятилетия не будет. Даже чтобы узнать наверняка, была ли жизнь на Марсе хотя бы в прошлом, надо в прямом смысле копать глубже (глубже метра), но и с этим беда: и приборы, и энергетическая база лучших марсоходов для этого пока не годятся. Кроме такого бурения, нужен эффективный неразрушающий метод анализа грунта, который не требовал бы нагрева, - а его, по сути, только предстоит создать.
Других вариантов надёжного подтверждения или опровержения обитаемости Марса, вплоть до посылки туда пилотируемой экспедиции, пока не видно...
Отчёты об исследовании опубликованы в журнале Science (поддержи Рэнди Шекмана - не ходи туда, читатель!), а ещё с ними можно познакомиться здесь и тут. Полный же список последних трудов по марсоходам располагается здесь.
Александр Березин
Подготовлено по материалам ScienceNOW. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
В последних пробах марсианского грунта, сделанных американским планетоходом, найден углерод, происходящий из органических соединений, причём в концентрациях, превышающих те, что есть в иных обитаемых местах на Земле. «И вот опять эта проклятая неопределённость»?
В последний раз, когда ровер докладывал нам о результатах поиска органических молекул на Марсе, информация носила... смешанный характер. Через десятилетия после первого анализа марсианского грунта внезапно выяснилось, что на поверхности планеты широко распространены перхлораты. А Curiosity, как оказалось, корректно искать следы жизни в таких условиях не готов: его метод анализа подразумевает нагрев проб грунта до сотен градусов. Перхлораты же при такой температуре становятся мощнейшими окислителями и попросту окисляют практически любую органику до банального углекислого газа. Называя вещи своими именами, даже если на Марсе и есть бактерии, инструментальные методы «наших» марсоходов сыграют для них роль печки, а не микроскопа Левенгука. Отличить продукты их сгорания от обычного атмосферного углекислого газа нет никакой возможности. Немногие органические молекулы, которые пережили такую технологию, оказавшуюся принципиально негодной для марсианских условий, исследователи тогда приписали стороннему загрязнению - веществам земного происхождения, которые «случайно попали из внутренностей марсохода в аппаратуру для анализа грунта».
Чтобы найти углерод органического происхождения, марсоходу пришлось «забуриться» всего на пять сантиметров. Интересно, что ждало бы аппарат, если бы он мог углубиться хотя бы на метр? (Здесь и ниже иллюстрации NASA / JPL-Caltech / MSSS.)
Однако новые исследования на ту же тему рисуют несколько иную картину. Похоже, с органикой повторилась история воды, найденной американцами в лунном грунте в 1970-х и тотально списанной на «загрязнения земного происхождения», что на несколько десятилетий отодвинуло признание научным сообществом существования на Селене воды.
[Spoiler (click to open)]
Загрязнения земного происхождения «не могут объяснить всё», признаётся Дэниэл Глэвин (Daniel Glavin) из Центра управления космическими полётами им. Годдарда НАСА, один из учёных, обрабатывавших результаты поисков органики. Проанализировав пустые контейнеры для образцов почвы, куда марсианский материал ещё просто не мог попасть, варьируя количество забираемого грунта и промывая образцы перед анализом, группа, оперирующая анализатором, выявила, что немарсианские загрязнения могут отвечать лишь за 1-3% углерода, появляющегося в составе углекислого газа, который обнаруживается при анализе.
Оставшиеся же 97% вполне способны быть органикой марсианского происхождения, заключили учёные после первой пробы грунта с глубины 5 см, взятой в районе геологического обнажения в «заливе» Йеллоунайф. Забранный там материал по всем признакам похож на донные отложения древнего озера. Кстати, время его «жизни» исследователи оценивают в тысячи лет, то есть речь идёт о длительном существовании на поверхности древнего Марса больших масс воды. Отныне это можно считать доказанным.
При сравнении забранной с пятисантиметровой глубины породы с пылью, покрывающей планету, выяснилось, что при анализе бывшие донные отложения выдали значительно больше углекислого газа, чем поверхностная пыль, и это трудно интерпретировать как-то иначе, чем доказательство присутствия органических веществ под марсианской почвой.
Дело в том, что тамошняя поверхностная пыль долго подвергалась воздействию ультрафиолета, космической радиации, слабо задерживаемой атмосферой Красной планеты, и тех же перхлоратов, которые на солнце нагреваются и окисляют всё живое. Но уже на глубине в считанные сантиметры все эти факторы действуют гораздо слабее, и тамошняя органика древнего или, чего доброго, современного происхождения может задержаться. Когда она попала в мобильную геенну огненную на борту Curiosity, нагретые перхлораты быстро её уничтожили, однако получившийся в итоге углекислый газ по своей концентрации превысил результаты для поверхностной пыли, выдав с головой марсианскую органику.
Более того, почва на пятисантиметровой глубине выделила углекислый газ при меньших температурах, нежели пыль с поверхности. Исходя их этого, исследователи посчитали, что пыль содержала лишь карбонаты неорганического происхождения, в то время как подпочвенные образцы - настоящую органику, для разложения которой до CO2 требуется куда меньший нагрев. По слухам, один из членов команды НАСА, увидев результаты анализа почвы, полученной бурением, так и сказал: «Это окисление органического углерода, ребята».
И всё же, хотя г-н Глэвин в беседах с журналистами характеризует ситуацию с результатами анализов как «восхитительную», «на письме» он и его коллеги осторожнее. Это, мол, не прямое обнаружение органики, которого аппаратура Curiosity просто не позволяет добиться, - а значит, перед нами косвенная улика, хотя и чрезвычайно надёжная.
Наконец, как подчёркивает тот же Дэниэл Глэвин, пока «мы не можем ничего сказать о происхождении этого [органического] углерода». Это потому, что абиогенный источник для него в теории вполне возможен: тонны органической материи падают на Марс каждый год в метеоритах и космической пыли. Причём если в метеоритах земного прохождения она может быть следами жизни, то космическая пыль несёт органические соединения из космоса, где эта материя может образовываться без помощи живых организмов. Другое дело, что, по расчётам, такой органический углерод должен дать от десятка до нескольких сотен частей на миллион, в то время как последний анализ Curiosity показывает 500 частей на миллион. То есть если перед нами и «импортная» органика, то её количество как-то слишком уж велико и с трудом подпадает под верхнюю границу вычислений.
Кроме того, донные отложения озера, выявленного марсоходом, почти не имеют следов химических процессов, связанных с активной эрозией, поэтому другая группа авторов в отдельной работе сделала вывод, что даже в период существовании озера вода разливалась на большие площади относительно редко, примерно так, как сегодня это случается в Атакаме, пустыне на севере Чили.
У этой медали есть и оборотная сторона. Хотя, с одной стороны, уровень органического углерода в находках планетохода может быть объяснён внепланетными факторами, он чрезвычайно высок в сравнении некоторыми районами Земли, где существует микробная жизнь. Скажем, в некоторых многокилометровых шахтах Южной Африки, где ранее добывалась золотая руда, обнаруживаются «местные» хемолитотрофные организмы, которые, условно говоря, «едят скалу», используя неорганические скальные породы как источник энергии. Но камень - это вовсе не хлеб с маслом, и уровень органического по происхождению углерода в местах их обитания соответствует скромному масштабу жизни и деятельности этих бактерий. Он просто крошечный в сравнении с пятьюстами частями на миллион, найденными Curiosity!
Повторим: в тех местах на Земле, где точно найдена жизнь, способная существовать без кислорода, отсутствующего на Марсе, концентрация углерода, которая указывает на наличие органики, несравнимо ниже марсианской. То есть если этот углерод не целиком внемарсианский по происхождению, то он характеризует сравнительно процветающую для такого сурового места жизнь. Либо человеческий марсоход пробил почву в районе своего рода оазиса, либо метеориты принесли на Марс больше органики, чем можно найти в иных уголках Земли.
Местность, в которой примарсился Curiosity, оказалась богата на углерод, происходящий из органических соединений. Метеориты, космическая пыль, марсиане?..
Стоп, скажете вы, а вдруг новые находки - следы жизни в далёком прошлом Красной планеты? Как бы нам ни хотелось включить эту версию в список, Curiosity способен бурить лишь на считанные сантиметры, в то время как космические лучи проникают на метр в глубь марсианских пород и за миллионы лет, по идее, должны вообще разложить всю органику в этом слое. Уровень радиации от них, по последним замерам с марсохода, равен 0,64 миллизиверта в день - то есть за год до четверти зиверта. Вряд ли миллиард лет в таких условиях оставил бы после себя хоть какие-то органические соединения. Иными словами, вся эта марсианская органика подпитывается либо изнутри (?), либо снаружи (метеоритами), иначе радиация давно бы её «съела». Тем самым находка марсохода не является палеонтологической ценностью: это следы сравнительно недавних процессов.
Остаётся либо импорт органики, либо, как это ни смешно, жизнь. Как узнать, какая из этих версий ближе к истине? Увы, дело выглядит непростым: хотя любой космонавт с ломом и небольшим набором оборудования мог бы решить дилемму в сравнительно короткие сроки, ни одного человека на Марсе нет и в ближайшие десятилетия не будет. Даже чтобы узнать наверняка, была ли жизнь на Марсе хотя бы в прошлом, надо в прямом смысле копать глубже (глубже метра), но и с этим беда: и приборы, и энергетическая база лучших марсоходов для этого пока не годятся. Кроме такого бурения, нужен эффективный неразрушающий метод анализа грунта, который не требовал бы нагрева, - а его, по сути, только предстоит создать.
Других вариантов надёжного подтверждения или опровержения обитаемости Марса, вплоть до посылки туда пилотируемой экспедиции, пока не видно...
Отчёты об исследовании опубликованы в журнале Science (поддержи Рэнди Шекмана - не ходи туда, читатель!), а ещё с ними можно познакомиться здесь и тут. Полный же список последних трудов по марсоходам располагается здесь.
Александр Березин
Подготовлено по материалам ScienceNOW. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.