Чуть более года назад NASA сделало удивительное заявление. Марсоход Perseverance обнаружил потенциальные признаки древней жизни на Марсе. Теперь технические подробности этого открытия опубликованы в статье в журнале Nature, которая, несмотря на довольно скромную формулировку, может оказаться одной из самых значимых в истории науки.
Суть в следующем: это может быть жизнь, но мы не узнаем наверняка, пока не доставим образцы на Землю. Марсоход Perseverance уже собрал фрагмент соответствующей породы — нам просто нужно пойти и забрать его.
Действительно, NASA совместно с Европейским космическим агентством работает над миссией по отправке на Марс, чтобы забрать образцы породы, собранные Perseverance, и доставить их на Землю. Это будет включать в себя образец из породы, которая стала предметом исследования в Nature. Однако миссия, известная как Mars Sample Return, столкнулась с проблемами из-за растущих затрат.
В середине 2024 года марсоход Perseverance обнаружил блок древнего аргиллита, получивший название Cheyava Falls, отличающийся своим кирпично-красным оттенком. Эта порода была сформирована водой примерно четыре миллиарда лет назад. В то время как большинство марсианских пород кажутся красными из-за покрытия окисленной (трехвалентной) железной пылью, Cheyava Falls красна насквозь — трехвалентное железо содержится в самой породе.
Более интересно то, что Cheyava Falls усеян десятками крошечных бледных пятен, обычно менее миллиметра в поперечнике. Эти пятна окаймлены тёмным минералом, богатым фосфором, который также выглядит как крошечные точки, называемые «попкорновыми зёрнами», разбросанными между другими пятнами. С этим минералом связаны следы древних органических соединений. (Органические соединения содержат углерод и имеют основополагающее значение для жизни на Земле, но они также существуют и в отсутствие биологии.)
Все живые организмы на Земле используют энергию посредством окислительно-восстановительных реакций — переноса электронных частиц от химических веществ, известных как восстановители, к соединениям, называемым окислителями. На Земле, например, структуры, называемые митохондриями в клетках животных, переносят электроны от глюкозы (восстановителя) к кислороду (окислителю). Некоторые живущие в породах бактерии используют другие виды органических соединений вместо глюкозы и трёхвалентное железо вместо кислорода.
Когда трёхвалентное железо восстанавливается до другой формы, известной как двухвалентное железо, оно становится растворимым в воде и либо вымывается, либо вступает в реакцию с образованием новых, более светлых минералов. В результате многие красные породы и отложения на Земле содержат небольшие выбеленные пятна — «пятна восстановления», поразительно похожие на те, что найдены в Cheyava Falls.
Фактически, марсоход Perseverance впоследствии обнаружил выбеленные особенности, ещё более напоминающие пятна восстановления, на участке, называемом Serpentine Rapids, но провёл там слишком мало времени, чтобы проанализировать их, и, к сожалению, не собрал образцов.
Новая статья в Nature основана на тезисах, представленных на Конференции по лунным и планетарным наукам, состоявшейся в Хьюстоне в марте 2025 года, но с более подробной информацией и весом рецензирования. Она подтверждает, что бледные пятна связаны с органическим веществом и содержат двухвалентное железо и серу, а именно минерал сульфида железа.
Наиболее правдоподобная интерпретация заключается в том, что окислительно-восстановительные реакции произошли внутри породы после её формирования, передавая электроны от органического вещества к трёхвалентному железу и сульфату и производя выбеленные зоны, где трёхвалентное железо было истощено.
Примечательно, что эти реакции, особенно восстановление сульфата, обычно не происходят при низких температурах, которые эта порода испытывала на протяжении своей истории. Если только в этом не участвуют микробы. Микробиологическое окисление органического вещества также может привести к образованию фосфатных минералов, подобных тем, что найдены в Cheyava Falls.
Без доставки образцов в лаборатории на Земле мы можем узнать лишь столько о том, что произошло в Cheyava Falls четыре миллиарда лет назад. Тем не менее ни одно полностью удовлетворяющее объяснение без участия биологии не учитывает весь комплекс наблюдений, сделанных марсоходом Perseverance.
Новая статья хорошо справляется с тем, чтобы прояснить это, рассматривая возможности одну за другой. Но в астробиологии отсутствие небиологического объяснения — это не конец обнаружения жизни, а его начало. История показывает нам, что, когда мы не можем придумать небиологического объяснения чему-либо, это обычно происходит не потому, что его нет. Просто мы ещё не придумали его.
Так что же будет дальше? Во-первых, астробиологи по всему миру должны изучить, какие окислительно-восстановительные реакции с участием железа, серы, органических соединений и фосфата могут происходить как с участием, так и без участия биологии в условиях, соответствующих Cheyava Falls.
Во-вторых, NASA и другие космические агентства должны взять на себя смелое лидерство в миссии по возврату образцов с Марса. Да, это будет дорого — возможно, десятки миллиардов долларов, — но выгода может стать самым важным научным открытием, когда-либо сделанным.
Предоставлено The Conversation.
Эта статья перепубликована из The Conversation под лицензией Creative Commons. Читайте оригинальную статью.