Чому ми шукаємо життя на Марсі?

Однією з головних загадок, які науковці хочуть розгадати у Сонячній системі, є наявність життя на Марсі — сьогодні чи в минулому. Але чому вчені взагалі думають, що там щось має бути? Причини цього достатньо складні й цікаві, бо разом сплелися історія та біологія, фізика і хімія.

Життя на Марсі й не тільки

Однією з тем, які неодмінно виникають, коли йдеться про дослідження космосу, є життя на Марсі. Саме виявленню того, чи існує воно там, чи, можливо, існувало в минулому, присвячена одна з найбільших космічних програм, яку зараз реалізує NASA. Проте чому вчені взагалі думають, що на Марсі можна щось знайти? Чому не на якійсь іншій планеті?

Причина тут насамперед історична. Взагалі ідея про те, що на інших планетах можуть бути живі істоти, відносно нова. Ще на початку XVII століття це твердження, висловлене Джордано Бруно, використовувалося на користь того, що він — єретик. А коли науковці все ж отримали можливість висловлюватися вільніше, вони одразу почали говорити про можливість життя на абсолютно всіх небесних тілах.

Наприклад, розумних істот достатньо довго шукали (і навіть заявляли про їхнє виявлення) на Місяці. Сьогодні ми могли б одразу висловити цілу купу цілком наукових аргументів, проте варто пам’ятати, що у XVIII столітті люди тільки починали дізнаватися про такі речі, як наявність кисню в атмосфері та його роль у біологічних процесах.

Поступово науковці усвідомлювали, наскільки життя залежить від наявності тих чи інших речовин та фізичних умов, але Марс навіть у ХІХ столітті здавався схожим на планету, де відбувається зміна пір року й існують досить великі водойми..

Проте вже на початку ХХ століття науковцям стало зрозуміло, що марсіанські канали — лише оптична ілюзія, а сам він у кращому разі являє собою сухий степ, в гіршому — голе каміння. Проте саме в цей час народжувалась популяризація науки та наукова фантастика, тож публіка переважно продовжувала вірити в існування на ньому життя.

Остаточно усе стало на свої місця, коли 1965 року Mariner 4 пролетів повз Марс і вперше зазнімкував його з близької відстані. Перед науковцями постала планета з дуже тонкою і непридатною для дихання атмосферою, слабким магнітним полем і без жодного сліду води чи зеленого листя. То чому ж ми досі не вирішили, раз і назавжди, що життя там немає?

Що потрібно для життя?

Одна з причин того, що люди досі шукають життя на Марсі — звичка. Люди так довго вірили, що на ньому є біосфера, що так просто від цієї думки не відмовитися. Проте є і чисто наукові причини не припиняти пошуки.

Насамперед треба пам’ятати, що собою являє життя. Загальне його визначення достатньо розпливчасте, але цілком можливо скористатися описом того, яким воно є на Землі. Життя — це сукупність хімічних процесів за участі складних вуглецевих сполук, що відбуваються у водному середовищі й забезпечують здатність біологічних систем до самовідтворення. Найчастіше ці процеси відбуваються за участю кисню.

Звідси випливає, що двома основними факторами, які визначають можливість існування життя, є наявність вуглецю та води. З вуглецем на Марсі все гаразд. Уся атмосфера — це вуглекислий газ, тобто оксид вуглецю. Та й на поверхні карбонатних порід вистачає.

З водою все не так просто. У вигляді криги її на поверхні Марса чимало, переважно вона сконцентрована у крижаних шапках на полюсах, хоча може зустрічатися і під поверхнею у помірних широтах. Проте для того, аби існувало життя, вода має бути саме у рідкому стані. На Марсі діапазон температур простягається від +20°C на екваторі вдень до -153°C на полюсах вночі.

Тобто принаймні десь вона мала б перебувати у рідкому стані, але це було б справедливо для Землі. На Марсі, з його тиском, що у 170 разів менший за земний, крига одразу переходить у газоподібний стан.

Ще для життя необхідний кисень, і його на Марсі дуже багато. Він є другим компонентом вуглекислого газу в атмосфері планети, а знаменитий червоний колір її поверхні надають окcиди заліза.

Таким чином, усі необхідні для існування життя компоненти на поверхні Марса є, і саме це робить його однією з найкращих цілей для пошуку життя за межами Землі. Якби ж ця планета ще була трішки теплішою, а її атмосфера мала б більший тиск…

Минуле Марса

І такі періоди в історії Марса були. Мова про Нойський період, який розпочався приблизно 4,1 та закінчився 3,8 млрд років тому. В цей проміжок часу у Марса була первинна атмосфера з водню, яка поступово змінювалася достатньо щільною вуглекислотною. Науковці знайшли численні сліди вулканізму, який збагачував газову оболонку планети речовинами, що викликали парниковий ефект.

У цей період клімат Марса був достатньо теплим для того, аби його поверхнею текла вода. Вчені це знають точно, бо знайшли чимало річищ і колишніх озер, а на їхньому дні — глини та інші породи, які можуть утворюватися тільки в умовах постійної присутності води.

При цьому вода була дуже різної якості. Принаймні на початку велику роль відігравали вулканічні гейзери з кислою водою. Пізніше їх змінили холодніші водойми. Усю північну улоговину планети займав океан.

При цьому атмосфера лишалася безкисневою. Тож багатоклітинні тварини на Марсі все одно не могли існувати, а от різноманітні анаеробні мікроорганізми — скільки завгодно. І саме на пошуку їхніх решток вчені сконцентрувалися в останні десятиліття.

Якщо життя колись й існувало на Марсі, то в першу чергу його треба шукати у відкладеннях тієї епохи. У метеориті, що колись був частиною Червоної планети, виявили структури, схожі на бактерії. Проте науковці досі не мають остаточної впевненості в їхній ідентифікації.

Найбільші надії у пошуку слідів життя на Марсі покладаються на проби, які збирав у кратері Єзеро марсохід Perseverance. Переважно це скам’янілі глини, й саме вони є найімовірнішим місцем, де рештки мікроорганізмів, якщо такі колись існували на Марсі, могли зберегтися до сьогодні. Очікується, що в наступному десятилітті ці зразки будуть доправлені у земні лабораторії, де їх таки зможуть ретельно вивчити.

Життя на Марсі сьогодні

Уже саме знаходження решток стародавніх мікроорганізмів може стати справжньою сенсацією. Адже воно означатиме, що життя — справді розповсюджена у Всесвіті річ. Але ще захопливіше, якщо якусь із цих бактерій можна буде повернути до життя.

Такий сценарій є одним із найулюбленіших у авторів фільмів жахів. Бо уява одразу ж малює нам картини людства, що вимирає від незвіданої хвороби. Ці побоювання базуються на тому факті, що наша імунна система буде не готовою до зустрічі з ними.

Проте при цьому забувають, що всі минулі випадки виникнення смертельних епідемій пов’язані з вірусами та бактеріями, які до того дуже довго розповсюджувалися в інших людських популяціях і серед відносно близьких до нас видів.

Стародавнє марсіанське життя не мало мільйонів років еволюції для того, аби пристосуватися до існування всередині земних багатоклітинних істот. Звичайно, є шанс, що воно становить небезпеку для землян, і саме тому дослідження мають проводитися з виконанням усіх вимог безпеки. Однак, не менш ймовірно і те, що значно більше ізоляція буде потрібною самим марсіанським організмам, аби не загинути від земного середовища.

Проте загалом на відродження життя, яке існувало на Марсі мільярди років тому, ніхто не розраховує. А от якщо на Марсі знайдуть значно молодші зразки, все може виявитися по-іншому.

Вважається, що в середині наступної за Нойською, Гесперыйської, ери клімат планети почав достатньо швидко змінюватися, і невдовзі вона стала такою, якою ми її знаємо зараз: холодною, сухою та практично позбавленою атмосфери. Проте ледь не від самого візиту Mariner 4 висловлюється думка, що сучасний стан Марса триває не сотні мільйонів років, а є відносно тимчасовим явищем — лише кілька десятків тисяч років.

Зокрема, останніми роками було сильно переглянуто його концепцію як геологічно мертвої планети. Землетруси, які фіксувалися апаратом InSight на поверхні, свідчать про те, що десь у глибинах ховається рідка магма. А це означає, що і виверження вулканів та гейзерів цілком можливе. І сліди такої активності прослідковуються впродовж останніх 50 млн років.

Тож головне питання про те, чи можливе життя на Марсі, зараз впирається не стільки навіть в умови на ньому, скільки в наші знання того, які умови живі організми можуть витримати взагалі. Уже сьогодні ми можемо назвати види, які могли б існувати на Червоній планеті навіть за тих умов, що вона має.

При цьому «вижити зараз» зовсім не означає «вижити протягом мільярдів років». Ми ще занадто мало знаємо про еволюцію, щоб стверджувати, що екстремофільні бактерії можуть виникнути навіть якщо у них ніколи не було предків, що живуть у значно комфортніших умовах. Щобільше, ніхто не може стверджувати, що окремі популяції, які протягом усього часу існування Марса зберігаються в його льодовиках, можуть забезпечувати глобальну еволюцію.

Проте пошукати життя на Марсі все ж варто.