Idegeneket keresünk a Marson. Ha volt élet, talán túlélte?

A Marson minden megvan, ami az élethez szükséges. A Marsról származó meteoritok elemzése azt mutatja, hogy a bolygó felszíne alatt olyan anyagok találhatók, amelyek képesek fenntartani az életet, legalábbis mikroorganizmusok formájában. Egyes helyeken a szárazföldi mikrobák is hasonló körülmények között élnek.

A közelmúltban a Brown Egyetem kutatói tanulmányozták A marsi meteoritok kémiai összetétele - a Marsról kidobott szikladarabok, amelyek a Földön kötöttek ki. Az elemzés kimutatta, hogy ezek a kőzetek érintkezhetnek vízzel. kémiai energiát termelnekamely lehetővé teszi a mikroorganizmusok életvitelét, akárcsak a Föld nagy mélységein.

Meteoritokat tanulmányozott a tudósok szerint nagyrészt reprezentatív mintát alkothatnak a mars kérgeez azt jelenti, hogy a bolygó belsejének jelentős része életfenntartásra alkalmas. „A felszín alatti rétegek tudományos vizsgálata szempontjából fontos eredmények az ahol a Marson talajvíz vanjó eséllyel elég hozzáférni kémiai energiaa mikrobiális élet fenntartására” – mondta Jesse Tarnas, a kutatócsoport vezetője sajtóközleményben.

Az elmúlt néhány évtizedben felfedezték a Földön, hogy sok élőlény él mélyen a felszín alatt, és a fényhez való hozzáféréstől megfosztva energiájukat a víz és a kőzetekkel való érintkezés során fellépő kémiai reakciók termékeiből nyerik. Az egyik ilyen reakció az radiolízis. Ez akkor történik, amikor a kőzetben lévő radioaktív elemek hatására a vízmolekulák hidrogénre és oxigénre bomlanak. A felszabaduló hidrogén feloldódik a területen jelenlévő vízben és egyes ásványi anyagok, mint pl Pirit felszívja az oxigént, hogy kialakuljon kén.

fel tudják venni a vízben oldott hidrogént, és a szulfátokból származó oxigénnel reagálva tüzelőanyagként hasznosítják. Például kanadai nyelven Kidd Creek bánya (1) Az ilyen típusú mikrobákat közel két kilométer mélyen találták olyan vízben, ahol a nap több mint egymilliárd éve nem hatolt be.

1. A Boston Dynamics robot feltárja a bányát

Kidd Creek

W Marsi meteorit a kutatók a radiolízishez szükséges anyagokat olyan mennyiségben találták meg, amely elegendő az élet fenntartásához. így az ősi roncshelyek nagyrészt érintetlenek maradtak mostanáig.

Korábbi tanulmányok jelezték aktív talajvízrendszerek nyomai a bolygón. Jelentős annak a lehetősége is, hogy ma is léteznek ilyen rendszerek. Egy nemrégiben végzett tanulmány kimutatta, hogy pl. földalatti tó lehetősége a jégtakaró alatt. Egyelőre az altalaj feltárása nehezebb lesz, mint a feltárás, de a cikk szerzői szerint ez nem olyan feladat, amellyel ne tudnánk megbirkózni.

Kémiai nyomok

In 1976 évben NASA Viking 1 (2) a Chryse Planitia síkságon landolt. Ez volt az első leszálló, amely sikeresen landolt a Marson. „Az első nyomok akkor jöttek, amikor képeket kaptunk a vikingekről, amelyeken faragványok láthatók a Földön, általában az eső miatt” – mondta. Alexander Hayes, a Cornell Asztrofizikai és Bolygótudományi Központ igazgatója az Inverse-nek adott interjújában. „Régóta jelen van a Marson folyékony vízaki a felszínt faragta és betöltötte a krátereket, tavakat képezve".

Vikingek 1 és 2 kis asztrobiológiai "laboratóriumok" voltak a fedélzeten, hogy elvégezzék felfedező kísérleteiket. élet nyomai a Marson. A Tagged Ejection kísérlet során kis marsi talajmintákat kevertek össze tápoldatot tartalmazó vízcseppekkel és néhány Aktív szén tanulmányozza a keletkező gáznemű anyagokat élő szervezetek a Marson.

A talajminta vizsgálata az anyagcsere jeleit mutattade a tudósok nem értenek egyet abban, hogy ez az eredmény biztos jele-e annak, hogy élet van a Marson, mert a gázt más is előállíthatta, mint az élet. Például a talajt is aktiválhatja azáltal, hogy gázt hoz létre. A Viking misszió egy másik kísérlete szerves anyag nyomait kereste, és nem talált semmit. Negyven évvel később a tudósok szkepticizmussal kezelik ezeket a kezdeti kísérleteket.

1984 decemberében V. Allan Hills A Mars egy darabját találták meg az Antarktiszon. , körülbelül négy fontot nyomott, és valószínűleg a Marsról származott, mielőtt egy ősi ütközés felemelte volna a felszínről. vörös bolygóról a földre.

1996-ban tudósok egy csoportja belenézett egy meteorittöredékbe, és elképesztő felfedezést tett. A meteorit belsejében olyan struktúrákat találtak, amelyek hasonlóak a mikrobák által kialakítható szerkezetekhez (3) jól megtalálható szerves anyagok jelenléte. A Marson élő életről szóló kezdeti állításokat nem fogadták el széles körben, mivel a tudósok más módokat találtak a meteorit belsejében lévő szerkezetek értelmezésére, azzal érvelve, hogy a szerves anyagok jelenléte okozhatta a Földről származó anyagok szennyeződését.

3. Egy marsi meteorit mikroképe

2008. kedd alattomos szellem a Gusev-kráterben a marsi felszínből kiálló furcsa alakzatba botlott. A szerkezetet alakja miatt karfiolnak nevezik (4). Ilyen a Földön szilícium-dioxid képződés mikrobiális aktivitással kapcsolatos. Egyesek hamar azt feltételezték, hogy marsi baktériumok alkották őket. Azonban létrejöhettek nem biológiai folyamatok is, mint pl szélerózió.

Majdnem egy évtizeddel később a NASA tulajdonában volt Lasik Curiosity kén, nitrogén, oxigén, foszfor és szén (létfontosságú összetevők) nyomait fedezték fel, miközben a marsi kőzetbe fúrtak. A rover szulfátokat és szulfidokat is talált, amelyeket évmilliárdokkal ezelőtt a Marson élő mikrobák táplálékul szolgálhattak volna.

A tudósok úgy vélik, hogy a mikrobák primitív formái elegendő energiát találtak ahhoz marsi köveket eszik. Az ásványok a víz kémiai összetételét is jelezték, mielőtt az elpárologna a Marsról. Hayes szerint az emberek számára biztonságos az ivás.

4Marsi „karfiol” fényképezve

Spirit rover

2018-ban a Curiosity további bizonyítékokat is talált a metán jelenléte a marsi légkörben. Ez megerősítette a korábbi megfigyeléseket, amelyek nyomokban metánra vonatkoztak mind a keringők, mind a roverek által. A Földön a metánt biosignature-nek és életjelnek tekintik. A gáz halmazállapotú metán a termelés után nem tart sokáig.más molekulákra bomlik. A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a Marson a metán mennyisége évszaktól függően növekszik és csökken. Ez arra késztette a tudósokat, hogy még inkább elhiggyék, hogy a metánt a Marson élő szervezetek állítják elő. Mások azonban úgy vélik, hogy a Marson metán állítható elő még ismeretlen szervetlen kémia segítségével.

Ez év májusában a NASA a Sample Analysis at Mars (SAM) adatainak elemzése alapján bejelentette, hogy hordozható kémiai labor a Curiosity fedélzeténhogy szerves sók valószínűleg jelen vannak a Marson, ami további támpontokat adhat ehhez Vörös bolygó egyszer volt élet.

A Journal of Geophysical Research: Planets című folyóiratban megjelent publikáció szerint a szerves sók, például a vas-, kalcium- és magnézium-oxalátok és -acetátok bőségesek lehetnek a Mars felszíni üledékeiben. Ezek a sók szerves vegyületek kémiai maradékai. Tervezett Az Európai Űrügynökség ExoMars roverje, amely mintegy két méter mélységig fúrási lehetőséggel van felszerelve, egy ún. a Goddard hangszeraki elemzi a marsi talaj mélyebb rétegeinek kémiáját és talán többet megtud ezekről a szerves anyagokról.

Az új rover fel van szerelve életnyomok felkutatására alkalmas berendezésekkel

A 70-es évek óta, és az idők és a küldetések során egyre több bizonyíték bizonyítja ezt A Mars korai történelmében lehetett életamikor a bolygó párás, meleg világ volt. Eddig azonban egyik felfedezés sem szolgáltatott meggyőző bizonyítékot a marsi élet létezésére sem a múltban, sem a jelenben.

2021 februárjától a tudósok meg akarják találni az életnek ezeket a feltételezett korai jeleit. Elődjével, a Curiosity roverrel ellentétben az MSL laboratóriummal a fedélzetén fel van szerelve az ilyen nyomok felkutatására és megtalálására.

A kitartás szúrja a tó kráterétA körülbelül 40 km széles és 500 méter mély kráter a Marsi Egyenlítőtől északra található medencében található. A Jezero-kráter egykor tartalmazott egy tavat, amely becslések szerint 3,5 és 3,8 milliárd évvel ezelőtt kiszáradt, így ideális környezet volt olyan ősi mikroorganizmusok nyomainak felkutatására, amelyek a tó vizében élhettek. A Perseverance nemcsak a marsi kőzeteket fogja tanulmányozni, hanem kőzetmintákat is gyűjt, és tárol egy jövőbeni küldetés során, hogy visszatérhessen a Földre, ahol laboratóriumban megvizsgálják őket.

5. A SuperCam működésének megjelenítése a Perseverance rover fedélzetén.

Biosignature vadászat a rover kameráival és egyéb eszközeivel foglalkozik, különösen a Mastcam-Z-vel (a rover árbocán található), amely nagyítással tudományosan érdekes célpontokat fedezhet fel.

A küldetéstudományi csapat üzembe helyezheti a műszert. szuperkamera kitartása a lézersugarat a kívánt célpontra irányítva (5), ami egy kis illékony anyagfelhőt hoz létre, amelynek kémiai összetétele elemezhető. Ha ezek az adatok ígéretesek, a kontrollcsoport parancsot adhat a kutatónak. rover robotkarmélyreható kutatást végezni. A kar többek között egy PIXL-lel (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry) van felszerelve, amely viszonylag erős röntgensugár segítségével keresi az élet lehetséges kémiai nyomait.

Egy másik eszköz az ún SHERLOCK (lakható környezet pásztázása Raman-szórás és lumineszcencia segítségével szerves és kémiai anyagokra), saját lézerrel van felszerelve, és képes érzékelni a vízi környezetben képződő szerves molekulák és ásványi anyagok koncentrációját. Együtt, SHERLOCK i PIXEL Várhatóan nagy felbontású térképeket készítenek a marsi kőzetekben és üledékekben lévő elemekről, ásványokról és részecskékről, lehetővé téve az asztrobiológusok számára, hogy felmérjék összetételüket, és azonosítsák a legígéretesebb mintákat.

A NASA most más megközelítést alkalmaz a mikrobák megtalálásához, mint korábban. nem úgy mint viking letöltésA kitartás nem keresi az anyagcsere kémiai jeleit. Ehelyett a Mars felszíne felett lebeg majd lerakódásokat keresve. Lehetnek bennük már elhalt élőlények, így az anyagcsere szóba sem jöhet, de kémiai összetételük sokat elárulhat ezen a helyen az elmúlt életről. A mintákat a Kitartás gyűjtötte össze kell őket gyűjteni és vissza kell juttatni a Földre egy jövőbeli küldetés céljából. Elemzésüket földi laboratóriumokban végzik majd. Ezért feltételezik, hogy az egykori marslakók létezésének végső bizonyítéka megjelenik a Földön.

A tudósok azt remélik, hogy találnak egy olyan felszíni tulajdonságot a Marson, amely nem magyarázható mással, mint az ősi mikrobiális élet létezésével. Az egyik ilyen képzeletbeli képződmény valami ilyesmi lehet stromatolit.

Földön, stromatolit (6) mikroorganizmusok által alkotott szikladombok az ősi partvonalak mentén és más olyan környezetben, ahol sok energia állt rendelkezésre az anyagcseréhez és a vízhez.

A víz nagy része nem került az űrbe

Még nem erősítettük meg az élet létezését a Mars mélymúltjában, de továbbra is kíváncsiak vagyunk, mi okozhatta a kihalását (ha az élet valóban eltűnt, és nem ment például mélyen a felszín alá). Az élet alapja, legalábbis ahogy mi ismerjük, a víz. Becsült korai mars annyi folyékony vizet tartalmazhat, hogy teljes felületét 100-1500 m vastag réteggel borítaná. Ma azonban a Mars inkább egy száraz sivataghoz hasonlít.és a tudósok még mindig próbálják kitalálni, mi okozta ezeket a változásokat.

A tudósok megpróbálják például megmagyarázni hogyan veszített vizet a Marsamely évmilliárdokkal ezelőtt a felszínén volt. Az idő nagy részében azt hitték, hogy a Mars ősi vizének nagy része a légkörén keresztül az űrbe távozott. Körülbelül ugyanebben az időben a Mars éppen elvesztette bolygómágneses terejét, megvédve légkörét a Napból kiáramló részecskesugártól. Miután a Nap működése miatt a mágneses tér elveszett, a marsi légkör eltűnni kezdett.és a víz eltűnt vele. A NASA viszonylag új tanulmánya szerint az elveszett víz nagy része a bolygó kérgében lévő sziklákban rekedhetett.

A tudósok sok éven át elemezték a Mars tanulmányozása során gyűjtött adathalmazt, és ezek alapján arra a következtetésre jutottak, hogy víz kibocsátása a légkörből az űrben csak a víz részleges eltűnéséért felelős a marsi környezetből. Számításaik azt mutatják, hogy a jelenleg hiányzó víz nagy része a bolygó kérgében található ásványi anyagokhoz kötődik. Ezen elemzések eredményeit ismertették Evie Sheller a Caltechtől és csapatától az 52. Bolygó- és Holdtudományi Konferencián (LPSC). A munka eredményeit összefoglaló cikk jelent meg a Nauka folyóiratban.

A vizsgálatok során különös figyelmet fordítottak a nemi érintkezésre. deutériumtartalom (a hidrogén nehezebb izotópja) hidrogénbe. Deuter a természetben a vízben körülbelül 0,02 százalékban fordul elő. a "normál" hidrogén jelenléte ellen. A közönséges hidrogén kisebb atomtömege miatt könnyebben jut ki a légkörből az űrbe. A deutérium és a hidrogén arányának növekedése közvetve megmondja, milyen sebességgel távozott a víz a Marsról az űrbe.

A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a deutérium és a hidrogén megfigyelt aránya, valamint a vízbőségre vonatkozó geológiai bizonyítékok a marsi múltban azt mutatják, hogy a bolygó vízvesztesége nem következhetett be kizárólag a légköri szökés következtében a marsi múltban. hely. Ezért egy olyan mechanizmust javasoltak, amely összekapcsolja a kibocsátást a légkörbe a sziklákban lévő víz megkötésével. A kőzetekre hatva a víz lehetővé teszi agyag és más hidratált ásványok képződését. Ugyanez a folyamat megy végbe a Földön.

Bolygónkon azonban a tektonikus lemezek tevékenysége oda vezet, hogy a földkéreg régi, hidratált ásványi anyagú töredékei beolvadnak a köpenybe, majd a keletkező víz a vulkáni folyamatok hatására visszakerül a légkörbe. A tektonikus lemezek nélküli Marson a víz visszatartása a földkéregben visszafordíthatatlan folyamat.

Belső marsi tóvidék

A földalatti élettel kezdtük, és a végén visszatérünk hozzá. A tudósok úgy vélik, hogy ideális élőhelye marsi körülmények A tározók mélyen elrejthetők a talaj- és jégrétegek alatt. Két évvel ezelőtt a bolygókutatók bejelentették egy nagy tó felfedezését sós víz jég alatt a Mars déli sarkánamelyet egyrészt lelkesedéssel, de némi szkepticizmussal is fogadtak.

2020-ban azonban a kutatók ismét megerősítették ennek a tónak a létezését és találtak még hármat. A Nature Astronomy folyóiratban közölt felfedezéseket a Mars Express űrszonda radaradatainak felhasználásával tették. "Ugyanazt a víztározót azonosítottuk, amelyet korábban felfedeztünk, de három másik víztározót is találtunk a fő tározó körül" - mondta Elena Pettinelli, a Római Egyetem kutatója, a tanulmány egyik társszerzője. – Ez egy összetett rendszer. A tavak körülbelül 75 ezer négyzetkilométernyi területen terülnek el. Ez a terület Németország méretének körülbelül egyötöde. A legnagyobb központi tó átmérője 30 kilométer, és három kisebb, egyenként több kilométer széles tó veszi körül.

7. Marsi földalatti tározók megjelenítése

szubglaciális tavakban, például az Antarktiszon. A marsi körülmények között jelen lévő só mennyisége azonban problémát jelenthet. Azt hiszik földalatti tavak a marson (7) magas sótartalmúnak kell lennie, hogy a víz folyékony maradhasson. A Mars mélyéről származó hő mélyen a felszín alatt hathat, de a tudósok szerint ez önmagában nem elég a jég elolvadásához. "Hőmérsékleti szempontból ennek a víznek nagyon sósnak kell lennie" - mondja Pettinelli. A tengervíznél körülbelül ötször nagyobb sótartalmú tavak képesek fenntartani az életet, de amikor a koncentráció megközelíti a tengervíz sótartalmának XNUMX-szorosát, akkor nem létezik élet.

Ha végre megtaláljuk élet a Marson és ha a DNS-vizsgálatok azt mutatják, hogy a marsi élőlények rokonságban állnak a földi élőlényekkel, ez a felfedezés forradalmasíthatja általánosságban az élet eredetéről alkotott nézetünket, áthelyezve nézetünket a tisztán Földről a Földre. Ha a tanulmányok azt mutatnák, hogy a marsi földönkívülieknek semmi közük az életünkhöz, és teljesen függetlenül fejlődtek ki, az egyben forradalmat is jelentene. Ez arra utal, hogy az élet az űrben gyakori, mivel függetlenül keletkezett az első Föld közelében lévő bolygón.