Марсохід NASA Perseverance, який повинен відправитися на Марс цього літа, шукатиме ознаки життя у стародавньому кратерному озері. Але як саме науковці зможуть визначити, чи зароджувалось коли-небудь життя на Червоній планеті?
Науковий співробітник проєкту Кен Вілліфорд пояснює, що саме вони шукатимуть.
Зараз Марс ворожий до життя. Планета занадто холодна, щоб вода на її поверхні залишалася в рідкому стані, а тонка атмосфера пропускає багато радіації, яка потенційно стерилізує верхній шар ґрунту.
Але так було не завжди. Близько 3,5 млрд років тому вода текла його поверхнею. Вона вирізьбила канали, які видно й сьогодні, і наповнювала кратери. Щільніша атмосфера вуглекислого газу блокувала більше шкідливого випромінювання.
Вода є звичною частиною біології, тож видається правдоподібним, що стародавній Марс колись міг бути придатним для виникнення життя.
У 1970-х місіях Viking провела експеримент із пошуку сучасних мікробів у марсіанському ґрунті. Але його результати визнали непереконливими.
NASA / JPL-CALTECHНа початку 2000-х років марсоходи NASA отримали завдання шукати воду. Opportunity та Spirit знайшли потужні геологічні докази колишньої присутності рідкої води.
Марсохід Curiosity, який сів на Марс у 2012 році, виявив, що озеро, яке колись заповнювало кратер Гейл, у якому він приземлився, могло бути придатним для життя. Він також виявив органічні (тобто такі, що містять вуглець) молекули, які є основою для живих організмів.
Тепер марсохід Perseverance вивчить подібне середовище з інструментами, призначеними для виявлення біологічних ознак.
"Я б сказав, що це перша місія NASA з часів Viking, яка це робитиме", - каже Кен Вілліфорд, науковий співробітник проєкту, з Лабораторії реактивного руху NASA в Пасадені, штат Каліфорнія.
"Viking шукав наявне життя - тобто таке, яке могло б існувати на Марсі сьогодні. Водночас чинний підхід NASA полягає у дослідженні стародавніх середовищ, оскільки отримані нами дані свідчать про те, що Марс був найбільш придатним для життя протягом першого мільярду років".
Мета марсоходу Perseverance - кратер Єзеро, де, якщо дивитися з орбіти, ознаки минулої наявності води ще чіткіші, ніж у кратері Гейл.
Марсохід буде свердлити марсіанську поверхню, витягуючи зразки породи розміром приблизно зі шматок крейди. Вони будуть герметично упаковані в контейнери і залишаться на поверхні. Згодом їх має забрати інший марсохід, який відправлять на Марс пізніше, і доставити на Землю для аналізу. Це є частиною космічної місії під назвою Mars Sample Return, яку проводять у співпраці з Європейським космічним агентством (ЄКА).
Водночас, марсохід виконає багато наукових дослідів безпосередньо на поверхні.
Єзеро містить один з найкраще збережених марсіанських прикладів дельти - шаруватої структури, що утворюються, коли річка вливається до відкритої водойми та відкладає гірські породи, пісок та - потенційно - органічний вуглець.
"Є річковий канал, що протікає із заходу, проникаючи до кратера; а всередині кратера, біля гирла річки, відкривається ця прекрасна дельта. Наш план полягає в тому, щоб висадитися прямо перед дельтою і почати дослідження", - каже доктор Вілліфорд.
Дельта містить піщинки, що походять від гірських порід вище за течією, зокрема вододілу на північний захід.
"Речовина, що поєднує ці піщинки, дуже цікава - з її допомогою можна простежити історію взаємодії води з цим піском під час утворення осаду в дельті озера", - каже Кен Вілліфорд.
"Це забезпечує потенційне середовище існування для будь-яких організмів, що могли мешкати між цими піщинками. Шматочки органічної речовини від будь-яких організмів вище за течією потенційно могли бути вимиті (в дельту. - Ред.)", - додає він.
Кратер Єзеро розташований у регіоні, який давно цікавить науковців. Він знаходиться на західному плечі гігантського ударного басейну під назвою Ісідіс, у якому з космосу видно найбільші на Марсі свідчення наявності мінералів олівіну та карбонатів.
"Карбонатні мінерали - одна з ключових цілей, які спонукали нас досліджувати цей регіон", - каже Кен Вілліфорд.
SCIENCE PHOTO LIBRARYДослідження корисних копалин у кратері Єзеро докторки Бріоні Горган з Університету Пердью та докторки Мелісси Райс із Університету Західного Вашингтона (обидвоє науковиць беруть участь у місії) та їхніх колег виявило поклади карбонатів на західному краю стародавнього берега. Ці "граничні карбонати" подібні до "ванного кільця" - накопичення мильної піни, що залишається після зливання води.
Наземні карбонати можуть зберігати біологічні докази у своїх кристалах. Один з прикладів - строматоліти.
Вони утворюються з багатьох міліметрових шарів бактерій і осаду, що з часом формують більші структури, які іноді мають куполоподібні форми. На Землі вони зустрічаються вздовж стародавніх берегових ліній, де багато сонця та води.
Мільярди років тому берег кратеру Єзеро був саме тим місцем, де могли утворюватися - і зберегтися - строматоліти.
Perseverance вивчить багате на карбонати "ванне кільце" за допомогою своїх наукових інструментів, щоб побачити, чи існували там колись такі структури.
SCIENCE PHOTO LIBRARYІнструмент під назвою Sherloc фіксує крупним планом зображення цікавої гірської породи та створює детальну карту наявних мінералів, зокрема будь-якої органіки. Інший інструмент під назвою Pixl надасть вченим детальний елементарний, тобто хімічний, склад тієї ж області.
В межах цього набору даних вчені "шукатимуть концентрації біологічно важливих елементів, мінералів і молекул - включно з органічними речовинами. Особливо, коли вони сконцентровані у формах, які потенційно мають біологічне походження", - каже Кен Вілліфорд.
Важливим є поєднання різних типів наукових доказів; самої лише візуальної ідентифікації буде недостатньо, щоб переконати вчених у біологічному походженні, враховуючи високу планку для заяв про позаземне життя. До того, як зразки відправлять на Землю для аналізу, можна буде казати лише про потенційні біологічні ознаки.
Говорячи про строматоліти, д-р Вілліфорд пояснює: "Їхні шари зазвичай нерівномірні та зморшкуваті, як і можна очікувати, коли купа мікробів живе один на одному. Вони можуть скам'яніти таким чином, що побачити це можна буде навіть за допомогою камери".
"Але коли ми бачимо подібні форми і, можливо, один шар має інший хімічний склад, ніж інший, але є певна повторювана картина, або ми бачимо органічну речовину, сконцентровану в конкретних шарах - це саме ті біологічні ознаки, які ми сподіваємося знайти", - додає він.
Однак Марс може не так легко виказувати свої секрети. У 2019 році науковці місії відвідали Австралію, щоб ознайомитись із викопними строматолітами, що утворилися 3,48 млрд років тому в регіоні Пілбара.
Але на відміну від Пілбари, де протягом багатьох десятиліть геологи з року в рік картографували територію, на Марсі, за словами д-ра Вілліфорда, вони будуть першими.
BRIONY HORGANАле що, як марсохід не побачить нічого такого великого і очевидного, як строматоліт?
На Землі ми можемо виявити скам'янілі мікроби на рівні окремих клітин. Але для того, щоб побачити їх, вченим доводиться вирізати шматочок гірської породи, подрібнити її до товщини аркуша паперу і вивчити його на предметному скельці.
Жоден марсохід не може цього зробити. Але, можливо, й не доведеться.
"Дуже рідко можна зустріти окремо взятого мікроба, - каже доктор Вілліфорд. - Ще коли вони були живі - якщо вони були схожі на мікробів Землі - вони б об'єдналися у маленькі групи, що утворили б структури або скупчення клітин, які може виявити марсохід".
Дослідивши дно кратера, вчені хочуть підняти марсохід на його край. Гірські породи, які він там збере, при аналізі на Землі, могли б розповісти про час утворення кратеру та максимальний вік озера, яке у ньому виникло.
Але є ще одна причина цікавитися краєм кратера. Коли великий космічний об'єкт вдаряється у гірські породи, де міститься вода, величезна кількість виділеної при цьому енергії може створити гідротермальні системи, де гаряча вода циркулює крізь гірські породи. Гаряча вода розчиняє мінерали з гірських порід, що забезпечує необхідні інгредієнти для життя.
NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/BROWN UNIVERSITY"Якби це сталося, це було б першим придатним для життя середовищем у кратері Єзеро", - каже Кен Вілліфорд. Докази - разом із ознаками будь-якої форми життя, що там існувало - могли зберегтися саме на краю кратера.
Оптимістичний сценарій місії передбачає, що марсохід доїде до сусіднього північно-східного регіону Сіртіс.
Він ще древніший, ніж Єзеро, і там також можуть бути поверхневі карбонати - які, можливо, сформувалися інакше, ніж ті, що містяться у кратері.
Якщо до кінця цієї місії марсоходу не вдасться знайти ознаки минулого життя, пошуки на цьому не завершаться. Увага буде прикута до зразків, які чекатимуть доставки на Землю.
Але дослідники сподіваються, що місія зможе не просто поставити більше запитань, але й дати певні відповіді. І результати можуть мати планетарний масштаб. Що б не чекало на відважний Perseverance на Червоній планеті, ми стоїмо на порозі нової фази у вивченні близького сусіда нашої Землі.
Джерело: BBC News
