Одной из главных загадок, которые ученые хотят разгадать в Солнечной системе, является наличие жизни на Марсе — сегодня или в прошлом. Но почему исследователи считают, что там что-то должно быть? Причины этого достаточно сложны и интересны, потому что вместе сплелись история и биология, физика и химия.
Жизнь на Марсе и не только
Одной из тем, которые обязательно возникают, когда речь заходит об исследовании космоса, является жизнь на Марсе. Именно выявлению того, существует ли оно там, или, возможно, существовало в прошлом, посвящена одна из самых больших космических программ, которую сейчас реализует NASA. Однако почему ученые вообще думают, что на Марсе можно что-нибудь найти? Почему не на какой-нибудь другой планете?
Причина здесь, в первую очередь, историческая. Вообще, идея о том, что на других планетах могут быть живые существа, относительно новая. Еще в начале XVII века это утверждение, высказанное Джордано Бруно, использовалось в пользу того, что он еретик. А когда ученые все же получили возможность высказываться более свободно, они сразу начали говорить о возможности жизни на всех небесных телах.
К примеру, разумных существ достаточно долго искали (и даже заявляли об их обнаружении) на Луне. Сегодня мы могли бы сразу выразить целую кучу научных аргументов, однако стоит помнить, что в XVIII веке люди только начинали узнавать о таких вещах, как наличие кислорода в атмосфере и его роль в биологических процессах.
Постепенно ученые отдавали себе отчет в том, насколько жизнь зависит от наличия тех или иных веществ и физических условий, но Марс даже в XIX веке выглядел достаточно похожим на планету, на которой было не только смена времен года, но и достаточно большие водоемы.
Однако уже в начале ХХ века ученым стало понятно, что марсианские каналы лишь оптическая иллюзия, а сам он в лучшем случае представляет собой сухую степь, в худшем — голые камни. Однако именно в это время рождалась популяризация науки и научная фантастика, так что публика преимущественно продолжала верить в существование на нем жизни.
Окончательно все стало на свои места, когда в 1965 году Mariner 4 пролетел мимо Марса и впервые сфотографировал его с близкого расстояния. Перед учеными предстала планета с очень тонкой и непригодной для дыхания атмосферой, слабым магнитным полем и без следа воды или зеленых листьев. Почему же мы до сих пор не решили, раз и навсегда, что жизни там нет?
Что нужно для жизни?
Одна из причин того, что люди до сих пор ищут жизнь на Марсе, — привычка. Люди так долго верили, что на нем есть биосфера, что так просто от этого мнения не отказаться. Однако есть и научные причины не прекращать поиски.
Прежде всего, нужно помнить, что собой представляет жизнь. Общее его определение достаточно расплывчато, но вполне возможно воспользоваться описанием того, каким оно есть на Земле. Жизнь — это совокупность химических процессов с участием сложных углеродных соединений, происходящих в водной среде и обеспечивающих способность биологических систем к самовоспроизведению. Чаще всего эти процессы происходят при участии кислорода.
Отсюда следует, что двумя основными факторами, определяющими возможность существования жизни, является наличие углерода и воды. С углеродом на Марсе все хорошо. Вся атмосфера — это углекислый газ, то есть оксид углерода. Да и на поверхности карбонатных пород достаточно.
С водой все не так-то просто. В виде льда его на поверхности Марса немало, преимущественно он сконцентрирован в ледяных шапках на полюсах, хотя может встречаться и под поверхностью в умеренных широтах. Однако для того чтобы существовала жизнь, вода должна быть именно в жидком состоянии. На Марсе диапазон температур простирается от +20°C на экваторе днем до -153°C на полюсах ночью.
То есть, по крайней мере, где-то она должна находиться в жидком состоянии, но это было бы справедливо для Земли. На Марсе, с его давлением, которое в 170 раз меньше земного, лед сразу переходит в газообразное состояние.
Еще для жизни необходим кислород, и его на Марсе очень много. Он является вторым компонентом углекислого газа в атмосфере планеты, а знаменитый красный цвет ее поверхности придают оксиды железа.
Таким образом, все необходимые для существования жизни компоненты на поверхности Марса есть, и именно это делает его одной из лучших целей поиска жизни за пределами Земли. Если бы эта планета еще была немного теплее, а ее атмосфера имела бы большее давление…
Прошлое Марса
И такие периоды в истории Марса были. Речь идет о Нойском периоде, который начался примерно 4,1 и закончился 3,8 млрд. лет назад. В этот промежуток времени у Марса была первичная атмосфера из водорода, постепенно сменявшаяся достаточно плотной углекислотной. Ученые нашли многочисленные следы вулканизма, обогащавшего газовую оболочку планеты веществами, вызвавшими парниковый эффект.
В этот период климат Марса был достаточно теплым для того, чтобы по его поверхности текла вода. Ученые знают это точно, потому что нашли немало русел и бывших озер, а на их дне — глины и другие породы, которые могут образовываться только в условиях постоянного присутствия воды.
При этом вода была очень разного качества. По крайней мере, в начале большую роль играли вулканические гейзеры с кислой водой. Позже их сменили более холодные водоемы. Всю северную котловину планеты занимал океан.
При этом атмосфера оставалась бескислородной. Так что многоклеточные животные на Марсе все равно не могли существовать, а вот разнообразные анаэробные микроорганизмы — сколько угодно. И именно на поиске их останков ученые сконцентрировались в последние десятилетия.
Если жизнь когда-то и существовала на Марсе, то в первую очередь ее надо искать в отложениях той эпохи. В метеорите, который когда-то был частью Красной планеты, обнаружили структуры, похожие на бактерии. Однако ученые до сих пор не имеют окончательной уверенности в их идентификации.
Наибольшие надежды на поиски следов жизни на Марсе возлагаются на пробы, которые собирал в кратере Езеро марсоход Perseverance. Преимущественно это окаменелые глины, и именно они являются наиболее вероятным местом, где остатки микроорганизмов, если таковые когда-то существовали на Марсе, могли сохраниться до сих пор. Ожидается, что в следующем десятилетии эти образцы будут доставлены в земные лаборатории, где их смогут как следует изучить.
Жизнь на Марсе сегодня
Уже самое нахождение остаток древних микроорганизмов может стать настоящей сенсацией. Ведь она будет означать, что жизнь действительно распространенная во Вселенной вещь. Но еще увлекательнее, если какую-нибудь из этих бактерий можно будет вернуть к жизни.
Такой сценарий является одним из любимых у авторов фильмов ужасов. Ибо воображение сразу же рисует нам картины человечества, вымирающего от неизведанной болезни. Эти опасения основаны на том факте, что наша иммунная система будет не готова к встрече с ними.
Однако при этом забывают, что все прошлые случаи возникновения смертельных эпидемий связаны с вирусами и бактериями, которые до этого очень долго распространялись в других человеческих популяциях и относительно близких к нам видов.
Древняя марсианская жизнь не имела миллионов лет эволюции для того, чтобы приспособиться к существованию внутри многоклеточных земных существ. Конечно, есть шанс, что оно представляет опасность для землян, и именно поэтому исследования должны проводиться с выполнением всех требований безопасности. Однако не менее вероятно и то, что гораздо больше изоляция потребуется самим марсианским организмам, чтобы не погибнуть от земной среды.
Однако на возрождение жизни, которая существовала на Марсе миллиарды лет назад, никто не рассчитывает. А вот если на Марсе найдут гораздо более молодые образцы, все может оказаться по-другому.
Считается, что в середине следующей за Нойской, Гесперийской, эрой климат планеты начал достаточно быстро меняться и вскоре она стала такой, какой мы ее знаем сейчас: холодной, сухой и практически без атмосферы. Однако едва ли не с самого визита Mariner 4 высказывается мнение, что современное состояние Марса длится не сотни миллионов лет, а является относительно временным явлением — всего несколько десятков тысяч лет.
В частности, в последние годы была сильно пересмотрена его концепция как геологически мертвой планеты. Землетрясения, фиксировавшиеся аппаратом InSight на поверхности, свидетельствуют о том, что где-то в глубинах скрывается жидкая магма. А это значит, что и извержение вулканов и гейзеров вполне возможно. И следы такой активности прослеживаются за последние 50 млн лет.
Поэтому главный вопрос о том, возможна ли жизнь на Марсе, сейчас упирается не столько даже в условия на нем, сколько в наши знания того, какие условия живые организмы могут выдержать вообще. Уже сегодня мы можем назвать виды, которые могли бы существовать на Красной планете даже при тех условиях, которые она имеет.
При этом «выжить сейчас» совсем не означает «выжить в течение миллиардов лет». Мы еще слишком мало знаем об эволюции, чтобы утверждать, что экстремофильные бактерии могут возникнуть даже если у них никогда не было предков, живущих в более комфортных условиях. Тем более никто не может утверждать, что отдельные популяции, на протяжении всего времени существования Марса хранящиеся в его ледниках, могут обеспечивать глобальную эволюцию.
Однако поискать жизнь на Марсе все же следует.
