Эксперимент предполагает необходимость поиска жизни на Марсе глубоко под поверхностью
Согласно новому лабораторному эксперименту НАСА, марсоходам, возможно, придется копать до двух метров или более под марсианской поверхностью, чтобы найти признаки древней жизни, потому что ионизирующее излучение из космоса относительно быстро разрушает небольшие молекулы, такие как аминокислоты.
Аминокислоты могут быть созданы живыми организмами и небиологической химией. Однако обнаружение определенных аминокислот на Марсе может рассматриваться как потенциальный признак древней марсианской жизни, потому что они широко используются земной жизнью в качестве компонента для построения белков.
Белки необходимы для жизни, поскольку они используются для производства ферментов, которые ускоряют или регулируют химические реакции, а также для создания клеточных структур.
Новые результаты показывают, что аминокислоты разрушаются космическими лучами в марсианских поверхностных породах и реголите гораздо быстрее, чем считалось ранее.
Текущие миссии марсоходов ведут бурение примерно до пяти сантиметров. На таких глубинах потребуется всего 20 миллионов лет, чтобы полностью разрушить аминокислоты. Добавление перхлоратов и воды еще больше увеличивает скорость разрушения аминокислот. Период в 20 миллионов лет — относительно короткий промежуток времени, потому что ученые ищут доказательства древней жизни на поверхности, которая могла существовать и миллиарды лет назад, когда Марс был больше похож на Землю.
Этот результат предлагает новую стратегию поиска для миссий, которые ограничиваются отбором проб на малых глубинах. «Миссии с неглубоким бурением должны искать недавно открытые обнажения — например, недавние микрократеры возрастом менее 10 миллионов лет или материал, выброшенный из таких кратеров», — говорят ученые.
Космические лучи — это высокоэнергетические частицы (в основном протоны и ионы гелия), генерируемые мощными событиями на Солнце и в глубоком космосе, такими как солнечные вспышки и взрывающиеся звезды. Они могут разлагать или разрушать органические молекулы, когда проникают на метры в твердую породу, ионизируя и уничтожая все на своем пути.
Плотная атмосфера Земли и глобальное магнитное поле защищают поверхность от большинства космических лучей. В юности Марс тоже имел эти черты, но с возрастом утратил эту защиту. Однако есть свидетельства того, что миллиарды лет назад более плотная атмосфера позволяла жидкой воде сохраняться на поверхности Красной планеты.
Поскольку жидкая вода необходима для жизни, ученые хотят знать, возникла ли жизнь на Марсе, и ищут доказательства древней марсианской жизни, исследуя марсианские породы на наличие органических молекул, таких как аминокислоты.
Ученые смешали несколько типов аминокислот с кремнеземом, гидратированным кремнеземом или кремнеземом и перхлоратом, чтобы имитировать условия марсианского грунта, и запечатала образцы в пробирках в условиях вакуума, чтобы имитировать разреженный марсианский воздух.
Некоторые образцы хранились при комнатной температуре, самой высокой из когда-либо существовавших на поверхности Марса, в то время как другие были охлаждены до более типичной минус 55 градусов по Цельсию. Образцы были подвергнуты воздействию гамма-излучения разного уровня для имитации доз космических лучей, которые были получены примерно за 80 миллионов лет воздействия на марсианские поверхностные породы.
Это первый эксперимент, в котором аминокислоты смешиваются с имитацией марсианской почвы. Предыдущие эксперименты проверяли гамма-излучение на образцах чистых аминокислот, но маловероятно найти большой кластер одной аминокислоты в породе возрастом в миллиард лет.
Оказалось, добавление силикатов и особенно силикатов с перхлоратами сильно увеличивает скорость разрушения аминокислот.
Хотя аминокислоты еще не были обнаружены на Марсе, они были обнаружены в метеоритах, в том числе в одном из марсианских. Поскольку метеориты с Марса обычно выбрасываются с глубины не менее один метр и более, возможно, аминокислоты в них были защищены от космического излучения.
Органические вещества уже были обнаружены на Марсе марсоходами Curiosity и Perseverance, однако это не окончательный признак жизни, поскольку они могли быть созданы небиологической химией.
Кроме того, результаты эксперимента подразумевают, что вполне вероятно, что органический материал, наблюдаемый этими марсоходами, был изменен с течением времени под действием радиации и, следовательно, стал не таким, каким он был при формировании.
Дополнительная информация: Александр А. Павлов и др., Быстрая радиолитическая деградация аминокислот в недрах Марса: значение для поиска вымершей жизни, Astrobiology (2022). DOI: 10.1089/ast.2021.0166