Жизнь на Марсе¶

Жизнь на Марсе — гипотеза о существовании или былом существовании организмов на планете Марс, одна из центральных проблем современной астробиологии. Вопрос о марсианской жизни включает две части: существует ли она сейчас и существовала ли в прошлом, когда планета обладала более благоприятными условиями. На сегодняшний день прямых доказательств ни прошлой, ни современной жизни на Марсе не обнаружено, однако накопленные данные свидетельствуют о том, что в далёком прошлом планета была пригодна для возникновения и поддержания биохимии.

¶Геологическая история Марса

Марс сформировался около 4,5 млрд лет назад. По данным марсианских роверов и орбитальных аппаратов, примерно 3,8–4 млрд лет назад планета существенно отличалась от нынешней: имела более плотную атмосферу, возможно, с преобладанием углекислого газа, и на её поверхности существовала жидкая вода. Каналы, дельты, русла высохших рек и минеральные соли, образующиеся только в присутствии воды (гидратированные сульфаты, глинистые минералы), обнаруженные орбитальными камерами, указывают на длительное присутствие воды.

Причины утраты атмосферы связаны с потерей магнитного динамо: примерно 4 млрд лет назад ядро Марса остыло настолько, что глобальное магнитное поле практически исчезло. Солнечный ветер постепенно разрушил верхние слои атмосферы, а низкое гравитационное ускорение планеты (3,7 м/с²) усиливало отток лёгких газов. К 3 млрд лет назад давление упало до значений, близких к современным (около 6 мбар), и жидкая вода стала нестабильной на поверхности.

¶Современные условия

Современный Марс крайне неблагоприятен для известной биологии: температура на поверхности в среднем составляет −60 °C, диапазон от −140 до +20 °C; атмосфера на 95 % состоит из CO₂, давление около 6 мбар; отсутствует озоновый слой, поверхность облучается ультрафиолетом и ионизирующей радиацией; почвы содержат токсичные перхлораты. Однако ряд факторов смягчает этот вывод: подповерхностный лёд и, возможно, жидкая вода с растворёнными солями существуют и сейчас; в глубине пород условия стабильнее.

Наиболее обсуждаемая гипотеза современной жизни связана с сезонными тёмными потёками на склонах кратеров (рекуррентные склоновые линии, RSL). Часть исследователей предполагает, что это потоки рассола, где могли бы существовать экстремофильные микроорганизмы. Альтернативные объяснения — сухие гранулированные потоки без участия жидкости — остаются в силе.

¶Миссии и поиск биосигнатур

Поиском следов жизни на Марсе занимались и занимают многочисленные миссии.

Эксперимент «Викингов» с радиоактивной пометкой питательных веществ дал спорные результаты: газовая хроматография — масс-спектрометр не обнаружил органику, однако результаты одного из тестов на метаболизм могли быть объяснены высокой окислительной способностью почвы без биологического участия. Споры продолжаются до сих пор.

Аппарат Curiosity в 2014 году зафиксировал сезонные колебания концентрации метана в атмосфере, что может указывать на геохимическую или биологическую активность; происхождение сигнала пока не установлено. В 2018 году обнаружено подповерхностное озеро (предположительно жидкое) под южной полярной шапкой, хотя его существование подтверждено лишь косвенными радарными данными.

¶Панспермия и марсианские метеориты

Гипотеза панспермии предполагает, что жизнь могла переноситься между планетами внутри метеоритов, выбитых ударными событиями. В 1996 году группа Дэвида Маккей из НАСА объявила о возможных биогенных структурах в марсианском метеорите ALH84001, найденном в Антарктиде в 1984 году. Структуры напоминали нанобактерии, однако большинство планетологов считает их результатом неорганических процессов. Тем не менее эксперименты показали, что некоторые земные микроорганизмы способны выживать в условиях, близких к марсианским, что делает панспермию теоретически возможной.

¶Основные аргументы «за» и «против»

В пользу гипотезы прошлой жизни: наличие жидкой воды миллиарды лет, обнаружение органических молекул, сложная геохимия с участием серы, азота и фосфора, наличие источников энергии (ультрафиолет, пероксиды, возможно, геотермальная активность).

Против современной жизни: жёсткая радиация на поверхности, токсичные перхлораты, отсутствие плотной атмосферы, низкая доступность жидкой воды. Однако для подповерхностных экосистем эти ограничения могут быть преодолимы.

¶Перспективы

Возвращение марсианских образцов миссией Mars Sample Return (совместный проект НАСА и ЕКА) считается следующим ключевым шагом: лабораторный анализ на Земле чувствительнее любых бортовых приборов. Одновременно планируются миссии, способные обнаружить современную жизнь, — в частности, бурение подповерхностных слоёв и анализ полярных льдов.

Источники:

• НАСА, раздел о марсианских миссиях и поиске жизни
• Nature: обзоры по геологии Марса и биосигнатурам
• Гилберт, Кэррингтон, «Mars: The Story of the Red Planet»
• «Вестник Российской академии наук», обзоры по астробиологии