Сообщения об обнаружении органических соединений на Марсе стали регулярными, однако их интерпретация остается неоднозначной. Недавно марсоход Perseverance обнаружил минеральные образования, связанные с органическими молекулами, которые NASA охарактеризовало как «потенциальную биосигнатуру». Эта формулировка подчеркивает фундаментальную неопределенность: приближают ли нас подобные находки к ответу на вопрос о существовании внеземной жизни.
Для оценки шансов сохранения биомолекул в суровых условиях был проведен эксперимент в пустыне Атакама в Чили — одном из самых сухих мест на Земле, используемом как аналог Марса. Исследовательская группа под руководством Феликса Аренса из Берлинского технического университета (Германия) разместила на восемь месяцев образцы известных земных биомолекул и микроорганизмов в реальных полевых условиях. Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, оказались отрезвляющими.
За восемь месяцев эксперимента в Атакаме аденозинтрифосфат (АТФ), ключевая молекула для энергетического обмена в живых клетках, полностью исчез. От хлорофилла остались лишь продукты его распада: феофитин-а, пирофеофитин-а и фитол. Этот эксперимент наглядно демонстрирует, как быстро разрушаются даже сложные органические молекулы в условиях, которые значительно мягче марсианских.
Ключевым фактором выживания даже продуктов распада стала их защита. Молекулы, оставшиеся от хлорофилла, сохранились исключительно благодаря тому, что были защищены частицами глины и соли в окружающей почве. Этот вывод указывает на то, что поиски органики на Марсе должны быть сосредоточены именно в таких минеральных средах, способных служить естественным консервантом.
Возникает главный парадокс: марсианская поверхность подвергается воздействию огромных перепадов температур и жесткого ультрафиолетового излучения, что должно было уничтожить любые хрупкие органические молекулы. Сам факт их присутствия ставит перед учеными два возможных сценария. Либо обнаруженные соединения — это продукты распада более крупных и сложных органических молекул, которые могли иметь биологическое происхождение. Либо это просто устойчивые продукты небиологической химии.
Размер и сложность молекул имеют решающее значение. Малые и простые органические соединения могут образовываться как в результате биологических, так и небиологических процессов, что делает их происхождение неопределенным. Напротив, крупные и сложные органические молекулы являются гораздо более убедительным признаком жизни, но они также более хрупки и с меньшей вероятностью могли бы сохраниться в марсианских условиях.
Примером такой неоднозначности служит анализ сернистых органических соединений (тиофенов), обнаруженных марсоходом Curiosity в 2018 году. Исследователь Джейкоб Хайнц отметил, что на Земле некоторые бактерии производят тиофены в трюфелях. Однако эти же соединения могут образовываться и в результате небиологических химических процессов с участием богатой серой органики.
Чтобы различить эти два пути образования, необходим изотопный анализ углерода. Жизнь на Земле предпочитает использовать более легкие изотопы углерода, и обнаружение такого же смещения на Марсе стало бы весомым аргументом в пользу биологического происхождения тиофенов. Без таких данных их источник остается неизвестным.
Дополнительные факторы усложняют интерпретацию. Невозможно точно определить возраст найденных органических соединений — пролежали ли они на поверхности всего несколько десятилетий или миллиарды лет. Кроме того, существуют и другие небиологические пути их образования, например, электрохимическое восстановление углекислого газа, присутствующего в марсианской атмосфере.
Решение этой проблемы требует новых подходов и технологий. Следующие миссии на Марс должны быть оснащены инструментами, способными обнаруживать более крупные и сложные органические молекулы, которые с большей вероятностью указывают на биологическое происхождение. Поиски следует сосредоточить в богатых глиной и солью регионах, где, как показал эксперимент в Атакаме, шансы на сохранение органики максимальны.
Спустя 50 лет после миссий Viking, которые проводили прямые эксперименты по обнаружению жизни, пришло время для запуска новой, целенаправленной миссии. Только так можно будет перейти от предположений и косвенных улик к получению окончательных ответов о существовании жизни на Красной планете.
Изображение носит иллюстративный характер
Для оценки шансов сохранения биомолекул в суровых условиях был проведен эксперимент в пустыне Атакама в Чили — одном из самых сухих мест на Земле, используемом как аналог Марса. Исследовательская группа под руководством Феликса Аренса из Берлинского технического университета (Германия) разместила на восемь месяцев образцы известных земных биомолекул и микроорганизмов в реальных полевых условиях. Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, оказались отрезвляющими.
За восемь месяцев эксперимента в Атакаме аденозинтрифосфат (АТФ), ключевая молекула для энергетического обмена в живых клетках, полностью исчез. От хлорофилла остались лишь продукты его распада: феофитин-а, пирофеофитин-а и фитол. Этот эксперимент наглядно демонстрирует, как быстро разрушаются даже сложные органические молекулы в условиях, которые значительно мягче марсианских.
Ключевым фактором выживания даже продуктов распада стала их защита. Молекулы, оставшиеся от хлорофилла, сохранились исключительно благодаря тому, что были защищены частицами глины и соли в окружающей почве. Этот вывод указывает на то, что поиски органики на Марсе должны быть сосредоточены именно в таких минеральных средах, способных служить естественным консервантом.
Возникает главный парадокс: марсианская поверхность подвергается воздействию огромных перепадов температур и жесткого ультрафиолетового излучения, что должно было уничтожить любые хрупкие органические молекулы. Сам факт их присутствия ставит перед учеными два возможных сценария. Либо обнаруженные соединения — это продукты распада более крупных и сложных органических молекул, которые могли иметь биологическое происхождение. Либо это просто устойчивые продукты небиологической химии.
Размер и сложность молекул имеют решающее значение. Малые и простые органические соединения могут образовываться как в результате биологических, так и небиологических процессов, что делает их происхождение неопределенным. Напротив, крупные и сложные органические молекулы являются гораздо более убедительным признаком жизни, но они также более хрупки и с меньшей вероятностью могли бы сохраниться в марсианских условиях.
Примером такой неоднозначности служит анализ сернистых органических соединений (тиофенов), обнаруженных марсоходом Curiosity в 2018 году. Исследователь Джейкоб Хайнц отметил, что на Земле некоторые бактерии производят тиофены в трюфелях. Однако эти же соединения могут образовываться и в результате небиологических химических процессов с участием богатой серой органики.
Чтобы различить эти два пути образования, необходим изотопный анализ углерода. Жизнь на Земле предпочитает использовать более легкие изотопы углерода, и обнаружение такого же смещения на Марсе стало бы весомым аргументом в пользу биологического происхождения тиофенов. Без таких данных их источник остается неизвестным.
Дополнительные факторы усложняют интерпретацию. Невозможно точно определить возраст найденных органических соединений — пролежали ли они на поверхности всего несколько десятилетий или миллиарды лет. Кроме того, существуют и другие небиологические пути их образования, например, электрохимическое восстановление углекислого газа, присутствующего в марсианской атмосфере.
Решение этой проблемы требует новых подходов и технологий. Следующие миссии на Марс должны быть оснащены инструментами, способными обнаруживать более крупные и сложные органические молекулы, которые с большей вероятностью указывают на биологическое происхождение. Поиски следует сосредоточить в богатых глиной и солью регионах, где, как показал эксперимент в Атакаме, шансы на сохранение органики максимальны.
Спустя 50 лет после миссий Viking, которые проводили прямые эксперименты по обнаружению жизни, пришло время для запуска новой, целенаправленной миссии. Только так можно будет перейти от предположений и косвенных улик к получению окончательных ответов о существовании жизни на Красной планете.
