Есть ли жизнь на Марсе? Ответ ищут в Арктике
В вечной мерзлоте, такой же, как на Красной планете, ученые находят жизнеспособные микроорганизмы
В Генеральном консульстве Великобритании в Санкт-Петербурге состоялось «научное кафе», где говорили на тему «Жизнь на Марсе: выживание в экстремальных условиях или вечная мерзлота как модель для астробиологии».
Организаторы «научного кафе» – посольство Великобритании и фонд Дмитрия Зимина «Династия» – пригласили для обсуждения известных астробиологов: профессора Чарльза Кокелла из Центра изучения Земли, планетарных, космических и астрономических исследований Открытого университета Великобритании и доктора геолого-минералогических наук Давида Гиличинского из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (Пущино).
Сегодня о необходимости глобализации говорят все. Но особенно в ней нуждаются ученые. «Одни ли мы во Вселенной?» – такой вопрос задает каждый ребенок в любой стране мира. Поиск жизни на Марсе – одна из захватывающих областей науки. И для ее успешного развития необходимо объединить и переосмыслить знания, накопленные исследователями из разных стран. Это хорошо понимает профессор из Великобритании Чарльз Кокелл. Его главная мечта – создать международный центр астробиологии и пригласить туда на работу российских ученых. «Я – энтузиаст человеческой миссии на Марсе», – утверждает Кокелл.
Внимание к Марсу обусловлено его некоторым сходством с Землей: наличием атмосферы, где также обнаружен кислород, углекислый газ и предположительно азот, сменой времен года, при этом средняя температура на Красной планете хоть и ниже земной –10 °С, но на экваторе достигает и +20 °С. Но, главное, на Марсе есть вода! Однако в холодной и чрезвычайно разреженной марсианской атмосфере она может существовать преимущественно в виде льда и пара. В таких условиях земляне не выживут, особенно если учесть суточные перепады температур до 100 градусов, ураганные ветры, отсутствие озона в атмосфере, предохраняющего от жесткого УФ-излучения и т. д. Да и по данным станций «Викинг» (предшественников марсоходов), путешествовавших по поверхности Марса еще в 1976 году, следы жизни на Красной планете отсутствуют. Таким образом, поиск жизни на Марсе был снят с повестки дня почти на 30 лет.
Однако сегодня ученые не могут смириться с подобным выводом. На снимках марсианской поверхности, полученных с искусственных спутников, обнаружены многочисленные русла рек с притоками, островами, рукавами и заводями. По мнению Чарльза Кокелла, 3,5 миллиарда лет назад на Марсе было достаточно тепло и текла жидкая вода, а значит, существовали и условия для жизни. И следы ее в виде бактерий и микроорганизмов могли сохраниться в вечной мерзлоте. Однако искусственную лабораторию планируется послать на Марс в 2018 году. А первый пилотируемый полет на Марс намечен только на 2037 год. Однако Кокелл считает, что отрабатывать научные эксперименты и методики будущих исследований мерзлого марсианского грунта можно уже сегодня, причем в тех областях Земли, где существует вечная мерзлота, например в Арктике. Изучая границы жизни в столь экстремальных условиях, можно понять, какие типы энергии необходимы для поддержания жизни во внеземных условиях и какие формы жизни могут их населять.
Кокелл рассказал о своих исследованиях в Исландии. По его мнению, она более всего похожа на Марс своей сухой пыльной поверхностью, обилием вулканов и средней годовой температурой ниже –5 градусов. Его внимание особенно привлекли кратеры вулканов. Он считает, что в вулканических породах могут обитать бактерии. В Исландии были обнаружены красноватые ржавые русла рек, подобные марсианским. Марс – красная планета, значит, она насыщена оксидом железа. Исследователи изучали горную вулканическую породу, покрытую оксидом железа из этих рек. Оказалось, что на ее поверхности действительно живут бактерии. Они питаются железом, вгрызаются в ржавчину и остаются погребенными в ней. Некоторые выбираются из ржавчины, образуя трубчатую структуру – мертвые следы прошлой жизни. Подобная форма жизни могла существовать и на Марсе. Однако пока никто доподлинно не может сказать, существует ли жизнь на Марсе хотя бы в виде бактерий. По мнению Кокелла, отсутствие жизни на Красной планете в настоящем и в прошлом будет еще более удивительным открытием. Поскольку тогда нужно будет понять, чем обусловлено наличие в Солнечной системе двух столь похожих планет – Марса и Земли, но на одной есть жизнь, а на другой нет. «Тогда, возможно, мы выявим факторы, препятствующие существованию жизни в целом», – считает Кокелл.
В керне мерзлых пород обнаружили бактерии, грибы, дрожжи, зеленые водоросли. После таяния керна они восстанавливали свою физиологическую активность. Заморозка на 3 миллиона лет не лишила их жизнеспособности. Оказалось, что на один грамм мерзлого грунта приходятся сотни тысяч клеток микроорганизмов. Таким образом, вечная мерзлота – наиболее заселенная часть криосферы. Более того, группе Гиличинского удалось прорастить семена возраста 3000 лет и создать целый парк таких растений. Исследования грунта проводились и в разломах, и в кратерах вулканов. Оказалось, что и в течение 8 миллионов лет в мерзлоте бактерии сохраняли свою жизнеспособность. Причем несмотря на высокую дозу облучения, получаемую от минералов в течение миллионов лет. Значит, по мнению Гиличинского, при отрицательных температурах в клетках живых организмов устраняются генетические повреждения благодаря действию определенных ферментов. Это крайне интересный вывод. Вулканы в мерзлоте – тоже перспективный объект для исследований. Их извержения проплавляли марсианскую мерзлоту и выплескивали ее на поверхность. На Камчатке, к примеру, в мерзлых вулканических отложениях найдены термофильные микроорганизмы, которые ранее обнаружены не были. Значит, эти микроорганизмы могли появиться в мерзлоте только в результате извержения. То есть жизнь может приходить на поверхность планеты из глубин. Подобное возможно и на Марсе.
Однако ученые пока не могут ответить на вопрос: сколь долго сохраняется жизнь в вечной мерзлоте? Возраст мерзлоты на Марсе – 3 миллиарда лет. Могла за это время сохраниться жизнь? Чтобы приблизиться к ответу, группа Гиличинского намерена искать еще более древнюю мерзлоту на Земле.
В этом смысле наиболее перспективным регионом для исследования он считает Антарктиду, поскольку там обнаружена мерзлота на порядок древнее арктической, а именно 30–40 миллионов лет. На станции Новолазаревская пока изучали лишь первый метр мерзлоты. Наверху грунт оказался сухим, но на глубине метр его уже цементировал лед. То же строение имел и марсианский грунт. Это значит, что тестирование оборудования, предназначенного для космоса, можно проводить и в Антарктиде.
Осталось проверить эти мерзлые породы на предмет жизнеспособных бактерий. Положительные результаты приблизят ученых к марсианским условиям. Отрицательные дадут значение предельного времени сохранения жизни при отрицательных температурах.
Интересно, что тот самый прибор на станции «Викинг», который не обнаружил жизни на Марсе в 1976 году, не нашел жизни и в Арктике. Ее выявили микробиологи.
– Мы ждем на Марсе бактерий, но исключать, что мы встретим там что-то другое или ничего не встретим, нельзя, – заметил Давид Гиличинский.
Так что есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе, науке пока не известно и вряд ли станет доподлинно известно в ближайшие двадцать лет.
Лидия Березнякова
