Есть большая разница между свидетельством и принятием желаемого за действительное.
История возникновения жизни на Земле - одна из величайших загадок современной науки. Мы во многом знаем, как жизнь эволюционировала от одноклеточного, относительно простого состояния миллиарды лет назад до разнообразных, сложных, дифференцированных и макроскопических организмов, населяющих наши экосистемы и биосферу. Мы знаем, что ранняя Солнечная система изобиловала ингредиентами для жизни, и что ранняя Земля также имела эти ингредиенты, а также жидкую воду на своей поверхности. Раньше, помимо Земли, такие же условия, вероятно, были и на молодом Марсе.
Но создание компонентов для жизни в мире вместе с условиями, в которых возможно возникновение жизни, не является гарантией жизни. На самом деле, несмотря на все наши достижения и достижения, нам еще ни разу не удалось создать жизнь из неживого в научной лаборатории. Вчера НАСА объявило, что его марсоход Curiosity сделал два больших открытия:
- Что в породах возрастом 3 миллиарда лет обнаружены древние, стойкие органические молекулы.
- Этот метан в марсианской атмосфере меняется в зависимости от сезона, повторяясь в течение многих лет.
Это, без сомнения, очень интересные находки. Но подразумевают ли они жизнь на Марсе? Едва ли.
Во-первых, вы должны понимать, что то, что вы называете органической молекулой, и то, что ученый называет органической молекулой, вероятно, очень разные вещи. Мы склонны думать, что слово «органический» означает что-то, что является частью живого существа, которое появилось в результате естественных процессов. Органическими молекулами могут быть жирные кислоты, белки, сахара или крахмалы или даже что-то столь же сложное, как ДНК. Эти биологически интересные молекулы действительно являются органическими и необходимы для жизни, какой мы ее знаем. Но для ученого определение органической молекулы гораздо более приземленное: молекула, содержащая хотя бы один атом углерода.
Поскольку углерод является четвертым по распространенности элементом во всей Вселенной после водорода, гелия и кислорода, он будет довольно распространенным явлением, куда бы вы ни посмотрели. Большинство звезд имеют высокое содержание углерода, как и все твердые тела, которые мы нашли в нашей Солнечной системе. Органические молекулы могут быть такими же простыми, как угарный газ, и такими же вредными для жизни, как цианид. Они существуют в большом количестве вокруг молодых массивных звезд, в межзвездных газовых облаках, в астероидах и метеоритах и в каждом мире, который мы когда-либо изучали вблизи. Да, в том числе и на Марсе.
Марс также интересен тем, что содержит убедительные доказательства существования жидкой воды в прошлом. Здесь есть слои обнаженных осадочных пород, равнины, заполненные гематитовыми сферами, высохшие русла рек с излучинами стариц и многое другое. При анализе мы даже обнаружили большое количество льда, застывшего прямо под поверхностью, и доказательства того, что в настоящее время вода течет по поверхности, особенно по склонам стен кратера.
Большая часть марсианской поверхности давно стала сухой и холодной, но более миллиарда лет жидкая вода и живительные температуры были нормой. Предположительно, но возможно, что жизнь возникла там давно и что некоторые формы микробной жизни все еще существуют. Это было большой надеждой многих ученых, работающих на Марсе на протяжении поколений. В 1970-х годах первые посадочные модули («Викинг-1» и «Викинг-2») приземлились на поверхности Марса и провели знаменитый эксперимент «Маркетинговый выброс» (LR).
В ходе эксперимента «Меченый выброс» (LR) был взят образец марсианской почвы и нанесена на него капля питательного раствора, где все питательные вещества были помечены радиоактивным углеродом-14. Затем радиоактивный углерод-14 будет метаболизироваться в радиоактивный углекислый газ, который можно будет обнаружить только в том случае, если присутствует жизнь.
По крайней мере, такова была логика. Был обнаружен радиоактивный углекислый газ, но возникла проблема. Вы также можете производить его неорганическим путем, посредством чисто химических реакций. В 2008 году посадочный модуль Mars Phoenix обнаружил перхлораты в почве, что могло быть причиной первого положительного показания в эксперименте LR. При нагревании перхлорат может - в присутствии определенных химических соединений - давать хлорметан и дихлорметан, точные соединения, обнаруженные Викингом 1 и 2. Проблема в том, что марсианский грунт под воздействием интенсивного УФ-излучения мог создать эти соединения вообще без необходимости для жизни.
С помощью Curiosity мы обнаружили, что метан выбрасывается с поверхности Марса, и что метан носит сезонный характер. Вероятно, это происходит из-за подповерхностного минерала, известного как клатрат метана, который может возникать различными способами. Метан Земли поступает в основном из биологической деятельности: млекопитающих (например, коров) и микробов. Но вы можете создать его, просто направив воду через определенные подповерхностные породы, такие как оливин.
В науке, если вы хотите объяснить что-то новое, вы всегда выбираете самое простое объяснение. Но что делает объяснение самым простым? Это тот, который требует наименьшего количества новых предположений, помимо тех, которые, как мы уже знаем, должны существовать.
Кратер Гейла, где Curiosity приземлился и собирает данные, был заполненным водой озером, которое сейчас высохло. Метан, который он видит, может иметь в конечном счете органическое происхождение, но нет никаких оснований думать, что это так. Здесь могут быть виноваты неорганические процессы, и они полностью учитывают данные, не требуя жизненных процессов. С научной точки зрения это чрезвычайно интересно в любом случае, как рассказывает ведущий автор нового исследования Джен Эйгенброуд:
Независимо от того, содержат ли они записи о древней жизни, являются ли они пищей для существующей жизни или существовали в отсутствие жизни, органические вещества в марсианских материалах содержат химические ключи к планетарным условиям и процессам.
Хорошая новость заключается в том, что даже если этот метан имеет геологическое происхождение, это все же учит нас чему-то потрясающему о Марсе: он геологически более активен, чем мы первоначально думали. Процесс, который создает метан, геологически известен как змеевик, который требует, чтобы жидкая вода взаимодействовала с горными породами в присутствии тепла. Это означает, что на красной планете должна происходить какая-то внутренняя активность. Как пишет Таня Харрисон:
Чтобы жидкая вода взаимодействовала с горными породами на Марсе, это означает, что вам нужен источник тепла. До недавнего времени ученые считали, что ядро Марса твердое, и мы не видели никаких доказательств вулканической активности моложе 100 миллионов лет назад. Но миссия Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), прибывшая в 2014 году, наблюдала полярное сияние на Марсе. А для этого нужно магнитное поле. Так что, возможно, Марс не геологически мертв внутри! Посадочный модуль InSight, который прямо сейчас направляется к Красной планете, поможет ответить на этот вопрос.
В 2020 году будут запущены два марсохода следующего поколения: ExoMars ЕКА и Mars 2020 НАСА. Вместо косвенных выводов и возможностей мы на самом деле сможем понять, является ли происхождение этих молекул геологическим или биологический характер. Важно сохранять непредвзятость и позволить науке, а не нашим надеждам или страхам, решить вопрос. Доказательства накапливаются, и мы, наконец, получаем более четкое представление о том, как именно работает Марс.
Он производит метан сезонно, содержит множество соединений на основе углерода и имел очень водянистое прошлое. Но соответствует ли все это жизни, прошлой или настоящей? В 2018 году доказательства еще не говорят «да». Но всего через несколько лет у нас может быть ответ. Через несколько лет мы, возможно, впервые узнаем, есть ли жизнь за пределами Земли.