Крошечные частицы в космосе могут стать ключом к поиску жизни на Марсе
В следующем году NASA и Европейское космическое агентство (ESA) отправят на Марс новые роверы для поиска следов прошлой жизни.
Как показали предыдущие миссии, Марс имел более тёплое и влажное прошлое с условиями, потенциально пригодными для жизни. Спутники также обнаружили множество мест, где вода когда-то присутствовала на поверхности.
Сложность поиска жизни заключается не в обнаружении воды, а в идентификации мест, где ключевые питательные вещества для жизни совпадали с водой.
Микрометеориты как потенциал для жизни
Для того чтобы жизнь могла закрепиться в новой среде, ей необходимы основные питательные элементы: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера (CHNOPS), а также микроэлементы и источник энергии. Некоторые из древнейших форм жизни на Земле получали энергию, окисляя минералы.
Кора Марса в основном состоит из базальта, не особенно богатого питательными веществами. Однако метеориты и микрометеориты постоянно доставляют на поверхность планет необходимые элементы.
Наша команда исследовала, какое количество космической пыли (от комет и астероидов) переживёт вход в атмосферу Марса и где она накопится на поверхности в виде микрометеоритов.
Мы смоделировали нагрев и окисление при входе в атмосферу Марса и обнаружили, что большинство частиц диаметром менее ~0.1–0.2 мм не плавятся (в зависимости от состава). Частицы такого размера накапливаются на поверхности в гораздо большем количестве, чем более крупные.
На Земле на поверхность попадает примерно в 100 раз больше космической пыли такого размера, чем метеоритов крупнее 4 мм, несмотря на интенсивное плавление и испарение при входе в атмосферу.
Доказательства ближе к дому
В качестве аналога мы использовали равнину Налларбор в Южной Австралии (где, как и на Марсе, есть ветром модифицированные отложения на трещиноватой коренной породе), чтобы проверить, накапливаются ли микрометеориты ветром в предсказуемых местах.
Мы нашли более 1600 микрометеоритов в различных местах отбора проб.
Наши наблюдения показывают, что, поскольку многие микрометеориты плотнее обычных песчинок, они, вероятно, накапливаются в трещинах коренных пород и на поверхностях, богатых гравием, откуда более лёгкие частицы были унесены ветром. В наших образцах обычно содержалось несколько сотен микрометеоритов на килограмм.
Несколько факторов вместе указывают на то, что микрометеоритов на Марсе должно быть гораздо больше, чем на Земле. И это справедливо для большей части 4.5-миллиардной истории Марса.
Даже марсианам нужны питательные вещества
Нерасплавленные и частично расплавленные микрометеориты доставляют на поверхность Марса сложные углеродные соединения — строительные блоки жизни. Они также являются единственным источником восстановленного фосфора в виде минерала шрейберзита, который, как было показано, реагирует с простыми гидроксильными соединениями с образованием прекурсоров жизни.
Микрометеориты также поставляют другие восстановленные минералы, такие как сульфиды и железо-никелевый металл, которые могут использоваться примитивными микробами в качестве источника энергии. Таким образом, они обеспечивают как основные питательные вещества, так и источник энергии, позволяющий существующим микробам мигрировать и выживать.
Марс-2020
Многие учёные полагают, что жизнь на Земле могла зародиться вокруг подводных геотермальных источников или в горячих источниках, подобных Йеллоустону или Роторуа. Под ними вода циркулирует через горячую кору, растворяя питательные вещества из пород и вынося их к жерлам, где происходят резкие изменения температуры и химического состава.
Это создаёт широкий спектр нишевых сред, некоторые из которых имеют идеальное сочетание воды, умеренных условий и химии для жизни.
Спутниковые наблюдения указывают на наличие потухших вулканических источников на Марсе. Они рассматривались как возможное место посадки ровера NASA Mars 2020, но в итоге был выбран кратер Езеро.
Кратер Езеро имеет систему каналов, образованных водой, в дельте, содержащей глинистые и карбонатные минералы в осадочных породах. Они идеально подходят для сохранения геохимических признаков жизни. Аналогично, Оксия Планум была выбрана местом посадки ровера ESA ExoMars и также содержит глины в осадочных отложениях.
Хотя ни в кратере Езеро, ни на Оксия Планум нет известных вулканических источников, это всё равно водонасыщенные среды, где жизнь могла существовать на Марсе.
Микрометеориты поставляют питательные вещества, которые могли позволить жизни мигрировать в эти места и сохраняться там, и даже могли обеспечить ингредиенты для возникновения жизни вдали от вулканических источников Марса.
С планами на 2020 год мы, возможно, скоро окажемся на пороге одного из величайших научных открытий всех времён.