Многие поколения мечтали о том дне, когда можно будет ступить на Марс - иначе. Планета Земля-близнец. А за последние несколько лет несколько орбитальных аппаратов, кораблей и марсоходов выявили свидетельства прошлой воды на Марсе, не говоря уже о том, что вода все еще существует под землей. Эти находки подогрели желание направить экипажи на Марс, не говоря уже о предложениях по созданию там колонии.
Тем не менее, этот энтузиазм может показаться немного ошибочным, если учесть все проблемы, которые создает марсианская среда. В дополнение к тому, что это очень холодно и подвержено большому количеству радиации, поверхность Марса сегодня также чрезвычайно сухая. Согласно новому исследованию, проведенному исследователями из Исследовательского центра Эймса НАСА, марсианская почва примерно в 1000 раз суше, чем некоторые из самых сухих регионов на Земле.
Исследование под названием «Ограничения метаболической активности микроорганизмов в поверхностных почвах Атакамы, полученных из тугоплавких биомаркеров: значение для пригодности для Марса и обнаружения биомаркеров», недавно появился в журнале Астробиологии. Исследование было проведено членами Исследовательского центра Эймса НАСА и включало исследователей из Технологического института Джорджии, Центра Карла Сагана в Институте SETI, Центра астробиологии (INTA-CSIC), Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Массачусетса. Технологический Институт.
Ради своего исследования исследовательская группа пыталась определить, могут ли микроорганизмы выживать в условиях, существующих на Марсе. Чтобы ответить на этот вопрос, команда отправилась в пустыню Атакама в Чили, полосу земли протяженностью 1000 км (620 миль) на западном побережье Южной Америки. Со средним количеством осадков всего от 1 до 3 мм (0,04-0,12 дюйма) в год пустыня Атакама известна как самое сухое неполярное место в мире.
Тем не менее, пустыня Атакама не является равномерно сухой и испытывает различные уровни осадков в зависимости от широты. От южного конца до северного конца ежегодные осадки смещаются от нескольких миллиметров дождя в год до нескольких миллиметров дождя в десятилетие. Эта среда дает возможность искать жизнь при снижении уровня осадков, что позволяет исследователям ограничивать выживаемость микроорганизмов.
Именно в северном конце пустыни (в том, что известно как регион Антофагаста) условия становятся наиболее похожими на Марс. Здесь среднегодовое количество осадков составляет всего 1 мм в год, что делает его популярным местом для ученых, стремящихся имитировать марсианскую среду. В дополнение к тому, чтобы увидеть, могут ли микробы выжить в этих сухих условиях, команда также попыталась определить, способны ли они к росту и размножению.
Как Мэри Бет Вильгельм, астробиолог из Технологического института Джорджии, Исследовательского центра Эймса НАСА, и ведущий автор нового исследования, объяснила в недавнем пресс-релизе НАСА:
«На Земле мы находим доказательства микробной жизни повсюду. Однако в экстремальных условиях важно знать, находится ли микроб в состоянии покоя и едва ли выживает, или он действительно жив и здоров… Изучая, остаются ли микробы живыми в чрезвычайно засушливых регионах Земли и как они выживают, мы надеемся лучше понять, имел ли Марс когда-то микробная жизнь и сохранилась ли она до сегодняшнего дня ».
После сбора образцов почвы из пустыни Атакама и возвращения их в свою лабораторию в Эймсе, исследовательская группа начала проводить тесты, чтобы увидеть, показали ли их образцы микроорганизмов какие-либо признаки маркеров стресса. Это ключевой способ роста жизни, поскольку у организмов, находящихся в состоянии покоя (т.е. только что выживших), нет признаков маркеров стресса.
В частности, они искали изменения в липидной структуре наружных мембран клеток, которые обычно становятся более жесткими в ответ на стресс. Они обнаружили, что в менее сухих частях пустыни Атакама этот маркер стресса присутствовал; но странно, что те же самые маркеры отсутствовали в самых сухих районах пустыни, где микробы были бы более подвержены стрессу.
Основываясь на этих и других результатах, команда пришла к выводу, что существует переходная линия для микроорганизмов в окружающей среде, такой как пустыня Атакама. С одной стороны этой линии присутствие небольших количеств воды достаточно для того, чтобы организмы еще могли расти. С другой стороны, среда настолько сухая, что организмы могут выжить, но не будут расти и размножаться.
Команда также смогла найти свидетельства микробов, которые были мертвы в образцах почвы Атакама в течение по крайней мере 10 000 лет. Они смогли определить это, изучив аминокислоты микробов, которые являются строительными блоками белков, и изучив скорость изменения их структуры. Эта находка была довольно удивительной, поскольку крайне редко можно найти остатки древней жизни на поверхности Земли.
Учитывая, что Марс в 1000 раз суше, чем даже самые сухие районы Атакамы, эти результаты не внушают оптимизма для тех, кто надеется, что микробная жизнь там все еще найдется. Однако тот факт, что остатки прошлой микробной жизни были обнаружены в самых сухих районах чилийской пустыни, которые существовали бы, когда условия были более влажными и хорошо сохранились, - это очень хорошая новость, когда дело доходит до поиска прошлой жизни на Марсе. ,
По сути, если бы на Марсе существовала микробная жизнь в те времена, когда она была более теплой и влажной, следы этой древней жизни могли бы существовать. Как объяснил Вильгельм:
«Прежде чем отправиться на Марс, мы можем использовать Atacama как естественную лабораторию и, основываясь на наших результатах, скорректировать наши ожидания в соответствии с тем, что мы можем найти, когда попадем туда. Знание поверхности Марса сегодня может быть слишком сухим, чтобы жизнь могла расти, но то, что следы микробов могут длиться тысячи лет, помогает нам создавать лучшие инструменты, чтобы не только искать жизнь на и под поверхностью планеты, но и пытаться открыть секреты своего далекого прошлого ».
В будущем такие миссии, как НАСА Марс 2020 Ровер будет стремиться получить образцы марсианской почвы. Если предложенное НАСА «Путешествие на Марс» состоится к 2030-м годам, как и планировалось, эти образцы могут быть затем возвращены на Землю для анализа. Если повезет, эти образцы почвы покажут свидетельства прошлой жизни и докажут, что когда-то Марс был обитаемой планетой!
