Вода на Марсе: найдется ли чужая жизнь в токсичных ручейках?
Когда на этой неделя появились новости о том, что на Марсе течет жидкая вода, мир буквально сошел с ума и заболел Красной планетой в очередной раз. Существование воды (в жидком состоянии) было подтверждено учеными NASA, она течет на поверхности планеты, превращая пустынный мир в настоящий оазис. По крайней мере об этом можно было подумать, читая заголовки.
Конечно же, вода на Марсе была обнаружена не впервые. Мы знаем, что водой насыщен марсианский реголит; мы знаем, что вода заперта в ледяных шапках Марса и под поверхностью планеты; мы знаем, что когда-то на Марсе были реки, озера и даже моря. За последние несколько лет открытия наших марсоходов, спутников и других аппаратов перевернули наши знания о младшем соседе Земли. Однако в этот раз Mars Reconnaissance Orbiter проделал обширные измерения сезонных потоков жидкой воды в глобальных масштабах на современном Марсе.
И пока это самое захватывающее из всех обнаружений воды на Марсе. Впрочем, оно также может быть самым страшным - возможно, отсутствие жидкой воды было бы предпочтительнее.
Следуй за водой
Вернемся на мгновение на Землю, единственное место во Вселенной, где существует жизнь. Земля занимает очень выгодную орбиту вокруг Солнца, известную как «обитаемая зона», в которой расстояние до ближайшей звезды позволяет существовать воде в жидком состоянии. И это ключевая особенность для жизни земного типа; насколько нам известно, любая жизнь использует жидкую воду для метаболизма так или иначе. Где вода, там и жизнь.
Справедлива ли эта логика для других миров во Вселенной? Справедлива ли она для планет и лун в нашей Солнечной системе? Для Марса?
До недавнего времени единственным доказательством воды на Марсе было ее наличие в замороженном или газообразном состоянии. Атмосфера планета слишком холодная и слишком тонкая, чтобы поддерживать существование жидкой воды (во всяком случае на поверхности). Это не всегда было так - Марс был голубой планетой еще до Земли на ранних этапах зарождения нашей системы; когда-то у него была плотная атмосфера, но в прошлом что-то произошло и Марс «выключил» свое внутреннее динамо, обеспечивающее глобальное магнитное поле. Без сильной магнитосферы Марс пропускает через свою атмосферу постоянный солнечный ветер, а также содержит ее в состоянии глубокой сухой заморозки.
Вода на поверхности замерзает, сублимирует (водяной лед воспаряется, минуя жидкую стадию) и утекает куда-то в космос. Но под землей и в зонах постоянной заморозки вроде ледяных шапок все еще заперты огромные запасы воды. До недавних пор предполагалось, что на этом с водой все - лишь замерзшие артефакты когда-то влажного мира. Но в 2011 году ученые MRO объявили об обнаружении странных сезонных дорожек, появляющихся в теплые времена Марса в южном полушарии. Планетологи окрестили их «повторяющимися линиями склона» (RSL) и заподозрили Марс в «подтекании».
На этой неделе - по удивительному совпадению, аккурат в момент выхода фильма «Марсианин» с Мэттом Деймоном - догадки ученых нашли подтверждение. Используя спектрометр MRO, они обнаружили сигнатуры гидратированных солей в темных линиях RSL, что говорит о том, что RSL образованы жидкой водой - но единственная причина того, что эта вода жидкая, заключается в ее солености. Вода насыщена перхлоратами.
Мы живем в интересное время: на современном Марсе действительно течет вода. Но сам факт того, что она течет, немного пугает. Она может быть смертельной.
Марсианский антифриз
За шумихой открытия сложно понять, что жидкая вода на Марсе может быть плохой штукой, но если бы вы были будущими космонавтами, вам бы не захотелось пить из источника этого «оазиса».
В 1970-х годах, когда NASA отправило два спускаемых аппарата «Викинг» для изучения Марса, эксперимент был весьма интересным. Миссии отправлялись конкретно для поиска жизни. Эксперименты проводились роботами на марсианской почве, и в ходе одного эксперимента, который был предназначен для поиска сигнатур метаболизма марсианских бактерий, был выдан положительный результат. После добавления небольшого количества питательных веществ в образец марсианского реголита, была обнаружена неожиданная газовая вспышка, реакция, которая засвидетельствовала наличие микробной жизни. Однако в ходе эксперимента не было обнаружено никакой органической химии, поэтому его просто списали как ошибку.
Урок, который преподнесла программа «Викингов», научил NASA искать жизнь на Марсе не напрямую, а косвенно. Возможно, будущие миссии должны искать свидетельства «обитаемых условий» в прошлом и настоящем, и, собственно, такого плана агентство придерживается и по сей день.
Но в 2008 году посадочный модуль NASA Phoenix сделал прорывное открытие - нашел на поверхности перхлораты, высоко токсичный тип химикатов, используемых в различных промышленных процессах, в том числе и как окислитель для ракетного топлива. Что примечательно, как посыпание солью дорожки зимой для предотвращения образования гололеда, перхлораты являются мощной формой соли, понижающей точку замерзания воды на Марсе, в его холодных условиях - такой себе природный антифриз. Phoenix дополнил свое открытие перхлоратов захватывающими изображениями возможных капель богатых перхлоратами рассолов на посадочных стойках.
Не так давно марсоход «Кьюриосити» подтвердил находки «Феникса», экспериментируя с почвой, в экваториальном регионе (внутри кратера Гейла), также изобилующем перхлоратами.
Темная и светлая стороны перхлоратов
Будучи сильным окислителем, при нагревании перхлораты разрушают органические соединения. Поскольку Красная планета покрыта перхлоратами и органическими соединениями, что подтвердил «Кьюриосити», было ли раннее обнаружение жизни «Викингами» ошибочным? Да, отсутствие органики стало ключевой причиной того, что «Викинг» не нашел жизнь, но в 70-х годах мы понятия не имели, что на Марсе присутствуют перхлораты, которые могли теоретически стерилизовать образцы. Это интересные домыслы.
Перхлораты крайне ядовиты для людей - это семейство химических веществ вызывает проблемы с щитовидной железой при воздействии в небольших дозах. Также они возможный канцероген. Но Марс богат перхлоратами, и это, возможно, затеняет все остальные опасности, с которыми придется столкнуться будущим покорителям Марса, даже угрозу радиации. Марс - это по большей части сухой мир, в котором преобладает пыль. И поскольку мы знаем, что эта пыль будет насыщена перхлоратами, это вызывает серьезные опасения. Учитывая, что ближайшие больницы будут за миллионы километров от марсиан, будущие колонисты будут предоставлены сами себе. И перхлоратам.
Конечно, это не отменяет наше светлое будущее на Марсе (на самом деле нам повезло, что роботы обнаружили ядовитые компоненты - мы сможем разработать технологии для борьбы с ними), это просто усложняет задачу. Хотя химические вещества опасны и ядовиты, есть и хорошие новости: некоторые выносливые микробы на Земле используют перхлораты в качестве источника энергии, и этот скромный факт может позволить нам отправить экспедицию из людей на Красную планету, невзирая на любые опасности.
На конференции в понедельник ученые сошлись во мнении, что отправлять на разведку робота будет бесполезно. Полосы располагаются на очень крутых склонах, и беспилотная миссия в этих регионах будет практически невозможна (при наших текущих технологиях). Кроме того, астробиологи остро осознают, что эти подтекающие регионы только что стали приоритетными местами для возможной существующей жизни на Марсе, поэтому испачкать их нашими родными микробами нам очень не хотелось бы - выносливые микробы могут проехаться с марсоходом и предоставить нам ложные результаты анализов. Было бы круто, если бы бактерии обрели себе дом в токсичных источниках Марса, но будет также стыдно, если первая жизнь, обнаруженная на Марсе, окажется с Земли.
Понимая, как трудно искать жизнь на Марсе, исследование источников RSL и возможностей существования жизни, вероятнее всего, станет приоритетной инициативой запланированной пилотируемой экспедиции NASA на Марс в конце 2020-х или начале 2030-х годов. Хотя источник потоков пока неизвестен, его живительный потенциал очевиден. Осталось выяснить наверняка, присутствует ли на Марсе жизнь, и разработать технологии для проживания на Марсе. Пусть он будет ядовитым, но мы следуем за водой и от своих принципов отступаться не будем.
