Загадки космоса. Планеты и экзопланеты - читать онлайн книгу. Автор: Андрей Мурачёв cтр.№ 60

Два с половиной миллиарда лет назад микроорганизмы радикальным образом изменили окружающую среду нашей планеты. Явления такого рода, доказывающие присутствие жизни, называются биосигнатурами, а вещества, структуры или объекты, используемые в качестве индикаторов ее присутствия, – биомаркерами ^[84]. Выделение углекислого газа в ходе метаболизма бактерий – это биосигнатура, а кислород – один из лучших биомаркеров. Другим хорошим биомаркером является метан, который в условиях Земли почти полностью производится живыми организмами.

Атмосфера Марса преимущественно состоит из углекислого газа (95 %), азота и аргона. Но на Красной планете есть еще и метан – газ, который на Земле имеет преимущественно биологическое происхождение! Впервые об открытии метана на Марсе заявили еще в 1969 году, на пресс-конференции, состоявшейся через два дня после того, как космический аппарат «Маринер-7» совершил облет Марса¹⁴². Инфракрасный спектрометр, установленный на аппарате, зарегистрировал характерные для метана линии поглощения вблизи полярных шапок. Однако впоследствии оказалось, что такие же линии поглощения характерны и для льда CO₂ – гораздо менее интересного вещества.

Первое до сих пор не опровергнутое сообщение об обнаружении метана было опубликовано в 1999 году командой, работавшей с телескопом «Канада – Франция – Гавайи» ^[85]. С тех пор почти каждый год то с наземных телескопов, то с орбитальных станций и марсоходов поступают сведения о регистрации метана. Количество метана в марсианской атмосфере ничтожно мало – десятки частей на миллиард¹⁴³! И его природа нам до сих пор неизвестна. Присутствие метана не демонстрирует какой-либо зависимости от широты, но наблюдается зависимость от времени года¹⁴⁴. Причем этот метан достаточно молодой: за 300 лет он исчез бы весь, окислившись в низких слоях атмосферы или вступив в реакцию с ультрафиолетовым излучением в высоких слоях.

Были предложены различные версии происхождения метана в ходе естественных процессов, но все они достаточно спорные. Плюс ко всему остается вероятность ошибки. Например, марсианская орбитальная станция Trace Gas Orbiter, работающая с 2016 года, пока никаких следов метана не обнаружила, хотя на ее борту есть два современных прибора, изучающих состав атмосферы Марса независимо друг от друга¹⁴⁵. Все эти противоречивые сообщения оставляют много возможностей для спекуляций, и в итоге мы не можем исключить существование как абиогенных, так и биогенных источников марсианского метана. Может, никакого метана на Марсе и нет вовсе?

В июле 2020 года спектрометр на борту орбитального зонда, входящего в программу «ЭкзоМарс», обнаружил на Красной планете линии поглощения углекислого газа и озона. Эти линии поглощения были обнаружены именно в том диапазоне инфракрасного спектра, где астрофизики ищут сигналы от молекул метана, а потому ученые легко могли ошибиться и принять их за свидетельства наличия метана. Возможно, повторяется история 1969 года?

В ноябре 2019 года пришло еще одно странное сообщение: марсоход Curiosity, работающий в кратере Гейла, обнаружил сезонное колебание молекулярного кислорода¹⁴⁶. Вообще говоря, в сезонных колебаниях относительных уровней газов нет ничего удивительного: зимой углекислый газ в больших количествах конденсируется на полярных шапках, что вызывает проседание его парциального давления. Так как CO₂ является основным компонентом атмосферы, изменение его уровня влечет за собой глобальный перенос атмосферных газов от полюса к полюсу¹⁴⁷. Азот и аргон, которые не конденсируются при марсианских давлениях и температурах, перераспределяются за счет циркуляции газов в атмосфере: их концентрация увеличивается и уменьшается в соответствии с теоретическими моделями. Кислород же ведет себя удивительным образом. В течение весны и лета его количество увеличивается на треть по сравнению со средним уровнем (но, к сожалению, этого все равно недостаточно для дыхания), а осенью значительно уменьшается. Само собой, масс-спектрометр на Curiosity, измерявший уровень газов, был проверен несколько раз – он работал без ошибок. Такая значительная разница в летних и зимних уровнях кислорода не может быть связана с динамикой атмосферы и указывает на некий процесс в подповерхностных слоях Марса, в ходе которого производится кислород.

Последнее, о чем мне хотелось бы рассказать, чтобы закрыть тему Марса на страницах этой книги, – это метеорит ALH 84001, найденный в горах Алан Хиллс в Антарктиде в 1984 году. Стоит отметить, что Антарктида – прекрасное место для поиска метеоритов. В этой части света находят больше упавших с неба камней, чем где-либо еще. И дело не в том, что на нее падает больше метеоритов, а в том, что здесь их проще всего найти. Во-первых, черные пятна на снегу заметить гораздо легче, чем в какой-либо другой местности. Во-вторых, тут значительно медленнее идет эрозия, а потому сохранность метеоритов лучше. В-третьих, и это, пожалуй, самое главное, движение ледяных пластов к морю увлекает за собой древние метеориты, а затем выталкивает их из толщи льда на поверхность, когда ледник тает.

Марсианское происхождение ALH 84001 было установлено в ходе анализа как минерального состава метеорита, так и изотопного состава воздуха, пузырьки которого остались заключены внутри ALH 84001. Около 15 миллионов лет назад крупный метеорит упал на Марс и с такой силой взметнул камни вверх, что некоторые из них достигли космоса¹⁴⁸. Один из таких обломков, ALH 84001, упал на Землю около 13 000 лет назад. Радиометрический анализ показал, что этот метеорит состоит из пород возрастом 4 миллиарда лет, то есть относящихся к той эпохе, когда поверхность Марса была теплой и влажной, во многом напоминающей древнюю архейскую Землю. Вы уже в предвкушении открытий? И правда, в 1996 году был опубликован доклад научной группы под руководством Дэвида Маккея. В нем сообщалось об обнаружении полициклических ароматических углеводородов, карбонатных глобул и кристаллов магнетита – веществ, которые могут быть связаны с жизнедеятельностью и продуктами распада микроорганизмов. Более того, отмечалось, что в метеорите найдены окаменелости микрофоссилий (колоний бактерий)¹⁴⁹. Находка оказалась поистине сенсационной!

Рисунок 27. Структуры, напоминающие бактерий, в метеорите ALH 84001

На одной пресс-конференции Билл Клинтон, в ту пору президент США, высказался об этом открытии: «Сегодня камень 84001 говорит с нами сквозь все эти миллиарды лет и миллионы миль. Он говорит о возможности жизни. Если это открытие подтвердится, оно, несомненно, станет одним из самых потрясающих открытий в нашей Вселенной из когда-либо сделанных наукой. Его последствия настолько масштабные и воодушевляющие, насколько только можно себе представить. И хотя оно обещает ответить на некоторые из наших давних вопросов, оно ставит и новые, еще более фундаментальные».