Астробиология и миссия Mars 2020: поиск жизни, какой мы её не знаем
Миссия Mars 2020 — первая миссия NASA с явным астробиологическим компонентом. Её цель — впервые доставить на Землю образцы с другой планеты (Марса) для поиска признаков жизни.
Чем Марс отличается от Земли для сохранения следов жизни?
Ключевое отличие — отсутствие тектонической активности. Поверхность Марса мало изменилась за миллиарды лет, в отличие от Земли, где древние породы подвергались высоким температурам и давлению, стирающим следы жизни. Если жизнь существовала на Марсе 3–4 миллиарда лет назад, её следы могли сохраниться лучше, чем на Земле.
Раньше Марс был влажным, а вода критически важна для жизни. Место посадки в кратере Езеро выбрано потому, что там когда-то было озеро размером с озеро Тахо. Однако сейчас Марс сухой, что означает меньшее изменение пород и лучшую сохранность древних свидетельств.
Что будут искать в образцах с Марса?
Учёные не ожидают найти скелетные окаменелости, так как вероятная марсианская жизнь была микробной. Микробы редко оставляют такие окаменелости; на Земле их следы — это нити и коккоиды, захороненные минералами.
Основные цели поиска:
- Карбонатные минералы, которые могут инкапсулировать и сохранять текстуры, связанные с жизнью (теоретически они есть в кратере Езеро).
- Органические биомаркеры — молекулы, образование которых крайне невыгодно без участия биологии (например, холестерин в клетках Земли).
Многие предлагаемые биосигнатуры не являются уникальными для жизни, но сильно её предполагают, так как сложно объяснить их образование иным путём.
Примеры сложных для интерпретации биосигнатур
- Строматолиты — слоистые структуры горных пород. На Земле они считаются остатками бактериальных матов. Однако есть пробелы в понимании их образования: некоторые классы строматолитов могут иметь абиогенное (небиологическое) происхождение. Находка строматолита на Марсе без дополнительных органических сигнатур поставила бы сложные вопросы.
- Ложные окаменелости: в земных породах встречаются структуры, под микроскопом неотличимые от клеток, но образовавшиеся в метаморфических условиях, непригодных для жизни.
Также существует возможность найти признаки пребиотических процессов — химических реакций, которые являются предпосылками для возникновения жизни. Марс мог начать этот путь, но так и не перейти к самой жизни.
Как научное сообщество придёт к консенсусу?
Объявление об обнаружении признаков жизни будет сопровождаться интенсивной научной дискуссией. Каждое новое наблюдение будет порождать более детальные вопросы. Процесс будет включать тщательную проверку и обсуждение альтернативных, абиогенных объяснений. Даже обнаружение материалов, ассоциированных с жизнью, станет огромным шагом вперёд.
Как жизнь на Марсе изменит наш взгляд на жизнь на Земле?
Если будет найдена древняя или современная жизнь, ключевыми станут вопросы:
- Родственна ли она земной жизни? Это независимый эксперимент или результат панспермии (переноса жизни метеоритами)?
- Каковы общие правила жизни? Если будут найдены клетки, это укажет на необходимость мембраны. Как эти клетки получают энергию? Используют ли они те же источники (например, ATP), что и земные, или нашли иные пути?
- Когда произошёл обмен (если был)?
Ответы на эти вопросы могут быть получены в будущем, возможно, в conjunction с пилотируемыми миссиями на Марс, которые позволят проводить исследования, пока недоступные роверам.