Жизнь на Марсе. Когда она могла быть создана и есть ли у нас шанс найти организмы на Красной планете?

Организму нужны стабильные условия, источник энергии и жидкая вода. Когда возникла жизнь на Марсе? Мы объясним это ниже.

В течение многих лет поиск признаков жизни на Марсе был сосредоточен на поиске воды. Без него не может существовать жизнь в нашем земном понимании. В настоящее время Марс представляет собой красную замерзшую пустыню. Однако многие ученые считают, что миллиарды лет назад здесь мог быть совсем другой климат — теплый и влажный.

С другой стороны, 4 миллиарда лет назад наше Солнце было гораздо тусклее, чем сегодня . Это означает, что температура на древнем Марсе не преодолела порог таяния льда. Однако геологические особенности Марса указывают на то, что в период Ноя (между 3,7 и 4,1 миллиарда лет назад) на Красной планете , вероятно, было много жидкой воды .

Здесь мы имеем дело с так называемым парадокс слабого солнца . Это необъяснимое несоответствие между наличием жидкой воды (в основном в ранней фазе эволюции Земли ) и тем, что в этой фазе развития Солнечной системы мощность Солнца составляла 70% от его современной мощности.

Как могла возникнуть жизнь на Марсе?

Исследователи из Университета Рутгерса решили посмотреть на Марс с учетом парадокса слабого солнца. Они указали, что каменистые планеты Солнечной системы, такие как Земля, Венера , Меркурий и Марс, содержат элементы, выделяющие тепло посредством радиоактивного распада (уран, калий и торий). Такого нагрева было бы достаточно, чтобы растопить толстые слои льда и привести к «образованию» жидкой воды даже при слабой солнечной энергии.

На Земле этот тип нагрева, называемый геотермальным теплом , можно увидеть в подледниковых озерах, образующихся в частях западно-антарктического ледяного щита, канадской Арктики и Гренландии. Феномен геотермального тепла также может объяснить наличие жидкой воды на Марсе 4 миллиарда лет назад , заключили авторы исследования.

Исследователи использовали различные наборы данных для проверки своей теории. Эти данные включали, например, толщина ледяных щитов в южных высокогорьях Марса и оценки среднегодовой температуры на поверхности Красной планеты. И предполагаемый тепловой поток из недр Марса на поверхность 4 миллиарда лет назад. Используя компьютерное моделирование, исследователи обнаружили, что подповерхностное таяние ледяных щитов приведет к обилию грунтовых вод на Марсе.

Марс может быть согрет геотермальной энергией

«Даже если парниковые газы, такие как углекислый газ и водяной пар, были закачаны в раннюю марсианскую атмосферу в компьютерных симуляциях, климатические модели все еще изо всех сил пытаются сохранить Марс теплым и влажным в течение длительного времени. Мои коллеги и я предполагаем, что парадокс слабого солнца можно было бы хотя бы частично объяснить, если бы Марс имел историю высокого геотермального тепла», — сказал ведущий автор исследования Луджендра Оджа из Школы искусств и наук Университета Рутгерса в Нью-Брансуике. статья в научном журнале «Science Advances».

Ученые рассудили, что из-за неблагоприятных условий на поверхности жидкая вода должна находиться ниже поверхности планеты, чтобы обеспечить стабильное присутствие жидкой воды на Марсе. «Независимо от фактической природы древнего марсианского климата, недра были бы самой обитаемой областью Марса », — пишут авторы.

Ученые предположили, что по мере того, как вода проникала все глубже и глубже, вся существующая жизнь могла следовать за ней — на много километров вглубь земли . «На таких глубинах жизнь могла поддерживаться гидротермальной активностью (нагревом) и реакциями вода-порода», — сказал Оджа. Другие исследования показывают, что любые «строительные блоки жизни» могут находиться на глубине всего 2 метра под поверхностью планеты. Причина — смертельная радиация на Марсе .

Сходства между Марсом и Землей

Авторы исследования отмечают, что подобные механизмы могли иметь место на Земле во время ее ранней эволюции. «Большая часть микробной биомассы Земли находится в ее коре, где легко доступна вода. Значительное биоразнообразие существует в огромном объеме подземных обитаемых сред, которые могут простираться на глубину более 5 километров. Таким образом , подповерхностные области могли быть наиболее жизнеспособной средой обитания для древних простых форм жизни на ранней Земле и, возможно, на Марсе , считают авторы исследования.

Теория ученых может быть подтверждена (или опровергнута) исследованием марсианского грунта . Любые свидетельства потенциальной жизни на Марсе в прошлом могут находиться прямо под его поверхностью, где он был защищен от радиации.

Что такое метеорит «Черная красавица»?

Найденный в 2011 году в Сахаре марсианский метеорит NWA 7034 «Черная красавица» продолжает вызывать интерес ученых. Он состоит в основном из базальта , возможно, в результате вулканической активности на Марсе. Химический состав метеорита идентичен многим образцам марсианских пород, изученным марсоходом Mars Exploration Rover и орбитальным аппаратом Mars Odyssey. Однако, для сравнения, метеорит содержит в десять раз больше молекул воды. Это может свидетельствовать о том, что он образовался в коре Марса в его присутствии.

Он начал свое путешествие на Землю около 5 миллионов лет назад , примерно в то время, когда будущие люди и шимпанзе отделились от последнего общего предка. Именно тогда астероид , должно быть, ударился о поверхность Красной планеты и выбросил в космос кусок марсианской породы.

Новое исследование марсианского метеорита

Исследователи из Австралии проанализировали 66 зерен циркона из метеорита . — Речь идет о зернах настолько мелких, что лишь несколько из них, положенных рядом друг с другом, дадут размер, сравнимый с поперечным сечением человеческого волоса. Одно зерно имеет диаметр от 40 до 50 микрометров, сказал New Scientist доктор Аарон Кэвоси из Университета Кертина в Перте.

Одно из зерен имело следы повреждения от удара . «Мы видели маленькие плоскости или линии, где ударное давление было настолько высоким, что атомы в диоксиде циркония буквально перестраивались в другом направлении», — сказал Кэвоси.

Это открытие может означать, что период интенсивных столкновений с астероидами, известный как Великая бомбардировка внутренней Солнечной системы закончилась намного позже, чем ожидалось. Предыдущие анализы показали, что на Марсе бомбардировка прекратилась около 4,48 миллиарда лет назад, что позволило планете создать условия, которые могли быть благоприятными для жизни около 4,2 миллиарда лет назад.

Открытие исследователей из Перта указывает на то, что период бомбардировки мог фактически закончиться миллионы лет спустя . Точнее, 30 миллионов лет спустя. Интересно, что в зерне циркона были замечены ударные деформации, которые очень похожи на те, которые наблюдались в трех крупнейших местах падения метеоритов на Земле . В том числе в кратере Чиксулуб, оставленном астероидом, уничтожившим динозавров .

Комментарий польского ученого

Мы попросили прокомментировать доктора Наталью Залевскую, геолога и планетолога из исследовательской группы Марса Центра космических исследований Польской академии наук.

— Марсианский метеорит NWA 7034, получивший название «Черная красавица», не вписался ни в одну группу марсианских метеоритов . То есть к группе, представленной шерготитами, нахлитами и хассигнитами — сокращенно СНК. Первоначально классифицированный как более молодой метеорит, близкий по возрасту к типичным марсианским метеоритам SNC, его возраст составил около 2 миллиардов лет. После более длительного анализа было установлено, что это горная брекчия, т.е. конгломерат различных пород разного возраста . Он содержит фрагменты древнейших горных пород возрастом 4 миллиарда лет. Брекчия образовалась около 225 миллионов лет назад, а была добыта как метеорит только 5 миллионов лет назад, — объясняет доктор Наталья Залевская.

Все указывает на то, что марсианская кора испытала несколько эпизодов метеорных бомбардировок . Начиная с Великой метеоритной бомбардировки 4,45 миллиарда лет назад, которая была самой сильной из когда-либо изученных. Свидетельством бомбардировки является изучение микроструктуры чрезвычайно твердых кристаллов метеоритного циркона. Возраст этих кристаллов был проанализирован изотопно и показал бимодальные возрасты от 4428 ± 50 до 4311 ± 52 млн лет (старая популяция) и от 1712 ± 170 до 1345 ± 47 млн ​​лет (более молодая популяция). Отсюда и упоминание о разном возрасте метеорита.

Когда могла возникнуть жизнь на Марсе?

Более того, возраст деформации кристаллов свидетельствует об эпизодах бомбардировки Марса и продолжающемся вулканизме. Об этом свидетельствует и минералогический состав метеорита, типичный для вулканических пород. В более молодой генерации цирконов проявляются черты метаморфизма, т.е. плавления пород. Такие результаты получаются при изучении состава газовых включений в кристаллах метеоритов. А также процессы изменения кристаллов под действием давлений и температур.

Метеорит подвергался многократным испытаниям. Из анализа изотопов водорода в кристаллах апатита мы узнаем, что это метеорит с самым высоким содержанием воды среди известных до сих пор марсианских метеоритов . Большая часть ~6000 частей на миллион воды в общем образце NWA 7034 может быть обнаружена в гидратированных фазах оксида железа и филлосиликатов, при этом апатит содержит максимум 150 ± 50 частей на миллион воды.

Исследователи пришли к выводу, что более мягкие эпизоды бомбардировок, постоянный вулканизм и более длительное существование воды на Марсе, чем первоначально предполагалось, могут способствовать возникновению жизни и поддерживать ее до тех пор, пока вулканизм не угаснет . Но, с другой стороны, растянутый век бомбардировок не способствовал развитию жизни. Таким образом, был сделан вывод, что примерно на 30 миллионов лет позже расчетного произошло смягчение столкновений с Марсом, а значит, только тогда могла расцвести жизнь, доказательства которой мы постоянно ищем.