Есть ли жизнь на Марсе?

В поисках внеземной жизни ученые находят тысячи далеких планет, по условиям похожих на Землю. Но могла ли возникнуть жизнь на нашем ближайшем соседе — на Марсе?

Космический плюрализм — заманчивая теория, которая говорит о том, что мы не одни в космосе. Сегодня специалисты в области астробиологии, опираясь на данные научных миссий и делая теоретические построения, занимаются поиском внеземных форм жизни или их следов на самых разных космических телах.

В первую очередь ученые надеются найти не каких-нибудь разумных человекоподобных существ из фантастических фильмов, а низшие, например бактериальные, формы жизни. Среди возможных претендентов на пристанище для живых организмов — Европа, самый известный спутник Юпитера, покрытый толстым слоем льда. Однако внимание исследователей с давних пор занимают и более близкие объекты, скажем, Марс.

Может быть, многие миллионы лет назад условия на Красной планете были более мягкими и пригодными для жизни? Пока что это только предположения, но ученые пристально исследуют планету в поисках возможных следов живших там когда-то организмов.

На сегодняшний день один из основных аппаратов, изучающих Марс, — марсоход Curiosity. Миссия Curiosity началась в августе 2012 года с изучения кратера Гейла, диаметр которого в самом широком месте составляет 154 км. Размеры самого марсохода — более 3 метров в длину, 2,7 в ширину и 2,1 в высоту. Вес аппарата — 900 кг. По сути, Curiosity не просто марсоход, а целая автоматизированная научная лаборатория. В частности, аппарат способен бурить грунт на небольшую глубину и делать химический анализ образцов.

В 2020 году NASA планирует направить еще одну марсианскую миссию по поиску следов жизни.

Органические молекулы — возможный признак жизни

Наличие на планете органических молекул — один из ключевых критериев существования живых организмов.

В 2018 году ученые NASA сообщили, что им удалось найти в грунте Марса органические вещества тиофен и толуол. Однако исследователи предупредили, что пока определить происхождение соединений невозможно, и не факт, что они имеют какое-то отношение к наличию жизни на планете сейчас или в далеком прошлом.

Теоретически эти соединения действительно могли появиться в результате жизнедеятельности каких-то древних организмов, но небиологическое происхождение молекул также возможно. Так что, строго говоря, следов жизни ученые пока что не обнаружили.

Curiosity способен бурить грунт всего на 5 см. Вероятно, зондирование более глубоких слоев в будущем все же позволит дать конкретный ответ на вопрос, была ли когда-то жизнь на Марсе.

Сезонные изменения концентрации метана

Еще одно органическое вещество, заинтересовавшее исследователей, — газ метан. Исследование состава марсианской атмосферы выявило достаточно большую его концентрацию — около 21 миллиардной доли.

В NASA пояснили, что к образованию метана на Земле, в частности, приводит деятельность микроорганизмов. Если Марс обитаем, то присутствие метана может иметь биологическое происхождение. Правда, существуют и геологические механизмы происхождения этого вещества.

Интересно, что уже несколько лет ученые фиксируют сезонные изменения концентрации метана на Красной планете. Наибольший пик был зарегистрирован в 2013 году.

Этот факт усиливает оптимизм исследователей, но, для того чтобы выяснить причины колебания концентрации, необходимы дальнейшие исследования.

Инопланетные бактерии

Проникнуть в более глубокие слои марсианского грунта должен зонд InSight, буровая установка которого рассчитана на глубину до 5 метров.

Аппарат добудет данные о тепловых потоках в недрах Марса и зарегистрирует возможные признаки жизни. Систему обнаружения жизни исследователи протестировали в пустыне Атакама в Чили, условия в которой частично похожи на марсианские.

Чилийские эксперименты показали, что микроорганизмы действительно могут уходить от жестких условий под землю. Кроме того, их распределение неравномерно и связано с распределением воды и питательных элементов, так что, вероятно, на Марсе ее будет не так-то просто найти и понадобится большое количество проб.

В первую очередь усилия ученых направлены на поиски следов бактерий. Казалось бы, клетки микроскопических организмов должны были бы исчезнуть за многие миллионы лет под воздействием суровых условий. Однако, находясь в водоемах, бактерии часто стараются объединяться в нитевидные структуры. А такие бактериальные колонии уже можно обнаружить в окаменелом виде.

Кроме существования древних марсианских бактерий, исследователи не исключают, что могут существовать и микроорганизмы, которые живут в недрах планеты в наши дни. Экстремофилы, то есть бактерии, приспособленные к экстремальным условиям вроде высоких температур, засухи и радиации, вряд ли смогли бы жить на поверхности Марса.

На поверхности Марса, скорее всего, не удастся обнаружить даже примитивные живые организмы. Ведь вода на планете осталась в основном в замерзшем виде на полюсах, а большая часть ландшафта представляет собой бескрайнюю пустыню с жесткой радиацией и экстремальными температурами. Однако миллиарды лет назад температурный режим был сравним с земным, а значит, на поверхности встречались водоемы с нормальной жидкой водой.

Некоторые исследователи надеются, что жизнь могла уйти с поверхности в глубь древних пород, которые могли бы защитить от жестких условий.

Откуда могла появиться жизнь на Марсе?

Для того чтобы на планете появилась жизнь, нужно, чтобы на ней были в достаточном количестве представлены такие химические элементы, как азот, углерод, кислород и водород, из которых могут получиться органические соединения.

Исследования NASA показали, что теоретически на Марсе могла некогда существовать жизнь. Такие выводы ученые сделали, основываясь на анализе марсианского грунта, который провел Curiosity.

Один из возможных сценариев появления органических соединений на Марсе связан с падением астероидов, которые при прохождении сквозь насыщенную водородом атмосферу планеты катализировали синтез важнейших для белковой жизни соединений — нитратов.

Без активных форм азота не могут существовать ни белки, ни нуклеиновые кислоты, такие как ДНК и РНК, а значит, без них невозможно формирование клеток организмов и передача генетической информации.

После того как Curiosity удалось обнаружить в почве планеты нитраты, ученых озадачил вопрос о том, как эти соединения там появились.

Научная группа профессора Рафаэля Наварро-Гонсалеса попробовала ответить на этот вопрос с помощью моделирования древней атмосферы Марса в лабораторных условиях. Ученые поместили смесь водорода, азота и углекислого газа в герметичную колбу. Роль сгорающих в атмосфере астероидов в эксперименте сыграли импульсы лазера. В результате опыта в колбе действительно образовались нитраты, что подтвердило, что подобный сценарий зарождения органики на Марсе в принципе возможен. Исследователи заметили, что реакция происходила активнее с увеличением концентрации водорода в колбе. Кроме непосредственного участия в зарождении биологических молекул водород также мог способствовать сохранению воды в жидком агрегатном состоянии на поверхности планеты.

Найдем ли мы внеземную жизнь?

Дальнейшее исследование Марса поможет пролить свет на то, была ли жизнь на Красной планете когда-то давно, миллиарды лет назад. Кроме того, есть и вероятность (пусть и небольшая) обнаружения современных нам форм марсианской жизни.

Такие исследования — процесс крайне дорогой и трудоемкий. Возможно, уже в ближайшие годы нас ждут потрясающие открытия. Но может быть, придется потратить многие тысячи человеко-часов на разработку новых технологий, не говоря уже о деньгах, а жизнь на Марсе мы так и не найдем. Однако в любом случае марсианские исследования будут полезны для изучения других планет.