Космические лучи могут усложнить поиски жизни на Марсе
На Марсе некоторые из наиболее вероятных мест для поиска следов древней жизни могут также оказаться наименее вероятными для сохранения этих следов.
Это результат опубликованного в журнале Astrobiology недавнего исследования, в котором имитировалось воздействие космических лучей, обрушивающихся на поверхность Марса, на важные строительные блоки жизни, называемые «липидами». И, короче говоря, открытый материал, по-видимому, очень быстро разрушался под воздействием радиации из космоса — и даже быстрее, когда в осадке была соль, смешанная с осадком, что имеет место во многих местах, которые мы считаем наиболее вероятными древними местами обитания на Марсе.
«Мы выбираем богатую солью среду, но она может оказаться одной из самых разрушительных в условиях радиации», — рассказала астробиолог из Джорджтаунского университета Анаис Руссель. «Это большое ограничение, с которым мы сталкиваемся в астробиологии, и чем больше мы знаем, тем лучше».
Работа Руссель и ее коллег показывает, что это веская причина для беспокойства — особенно в тех местах на Марсе, которые, скорее всего, остались пригодными для жизни, когда планета стала холоднее и суше около 4 миллиардов лет назад.
В частности, исследователи сосредоточились на гопанах и стеранах, ископаемых формах химических веществ, называемых гопанолами и стеролами. Гопанолы являются важными частями клеточных мембран бактерий, в то время как стеролы являются частью клеточных мембран эукариот (организмов, клетки которых имеют ядра; человек является примером)). Здесь, на Земле, эти два липида представляют собой некоторые из самых устойчивых химических следов жизни; при правильных условиях они могут выживать в камнях или почве в течение миллиардов лет. Кроме того, живые клетки являются единственным известным источником этих химических веществ, поэтому, если они обнаружатся, это, скорее всего, явное доказательство жизни с химией, похожей на жизнь на Земле.
Однако здесь, на Земле, большинство камней и почвы не подвергаются постоянному воздействию космических лучей благодаря защите нашей атмосферы и магнитного поля. На Марсе все иначе. Он потерял эти щиты около 4 миллиардов лет назад. Таким образом, когда Руссель и ее коллеги бомбардировали ее образцы липидов гамма-лучами, чтобы имитировать воздействие космических лучей на Марсе, около половины липидов в ее образце распались на неузнаваемые скопления более мелких молекул, что эквивалентно примерно 3 миллионам лет воздействия на марсианской поверхности.
Для сравнения, некоторые из выступов горных пород в кратере Гейла, где находится марсоход Curiosity, подвергались воздействию космических лучей на поверхности Марса в течение примерно 80 миллионов лет.
«Три миллиона лет — это действительно очень короткий промежуток времени , чтобы избавиться от таких хороших диагностических биосигнатур», — говорит Руссель.
Образцы липидов команды деградировали примерно в два раза быстрее, чем другие важные химические вещества, которые предыдущие исследования тестировали в аналогичных экспериментах: аминокислоты, химические вещества, из которых состоят белки, которые являются буквальными строительными блоками жизни. Руссель предполагает, что это может быть связано с тем, что липиды — гораздо более крупные молекулы, и их формы сильно отличаются от аминокислот, что означает, что у них больше площади поверхности, доступной для воздействия входящего излучения.
И, опять же, воздействие радиации не является большой проблемой на Земле , но на Марсе оно может стать серьезной проблемой.
«Нам нужно действительно учитывать все эти параметры, когда мы отправимся на Марс, и стараться избегать определения только одного идеального места, одной идеальной биосигнатуры или одной идеальной цели», — говорит Руссель.
Большинство мест, которые астробиологи считают наиболее вероятными источниками следов древней марсианской жизни, просто очень соленые.
По мере того, как атмосфера Марса становилась тоньше, а его поверхность холоднее, пресная вода либо замерзала на холоде, либо выкипала под низким давлением воздуха (в зависимости от местоположения). Соленые ручьи и озера были бы одними из последних оставшихся водоемов, поскольку для замерзания соленой воды нужна более низкая температура; соль также немного затрудняет кипение воды, поэтому, когда давление воздуха упало, содержание соли должно было удержать воду от исчезновения в облаке пара.
Однако когда дело доходит до сохранения химических следов того, что когда-то обитало в этих соленых прудах, соль приносит больше вреда, чем пользы.
«Мы пока не знаем, что конкретно в структуре соли может создать что-то, что еще больше разрушит органику», — говорит Руссель. Это вопрос, над ответом на который ученые все еще работают. Радиация может привести к тому, что хлорид или натрий в солях образуют химические вещества, которые реагируют с органическими молекулами (например, липидами), разбивая их на более мелкие части. С другой стороны, если есть хотя бы микроскопическая часть оставшейся воды, все еще цепляющаяся за соли, она может производить химические вещества, называемые окислителями, которые также очень быстро разлагают органические молекулы.
Результаты кажутся обескураживающими, но Руссель говорит, что на самом деле они сделали ее более оптимистичной, чем когда-либо, в отношении перспектив жизни на Марсе.
«Возможно, если мы до сих пор не нашли ничего убедительного, это не значит, что на Марсе никогда не было жизни, а просто что мы ищем не в том месте или нам нужно копать глубже», - объясняет Руссель.
В 2029 году у марсохода Европейского космического агентства Rosalind Franklin появится шанс сделать именно это. Марсоходы NASA Curiosity и Perseverance могут пробурить только около 5 сантиметров в землю — этого недостаточно, чтобы достичь горных пород или осадочных пород, защищенных от космических лучей. Но бурение Rosalind Franklin достигнет около 2 метров, что достаточно глубоко, чтобы избежать большинства, но не всех, воздействий радиации.
«Моя мечта — увидеть миссию, отправляющуюся в марсианскую пещеру или в марсианскую лавовую трубку, потому что одна из этих пещер может быть совершенно чистой от радиации», — говорит Руссель. «Это было бы чрезвычайно сложно с инженерной точки зрения, но я думаю, если бы вы смогли туда отправиться, это вселило бы надежду».
Обсудим?
Смотрите также:
