В понедельник, на нашумевшей конференции, "взорвалась" новость об открытии на Марсе воды в ее жидкой форме, низвергающейся по склонам холмов. Это заявление заставило весь мир обратить взоры к Красной Планете... в очередной раз. На конференции ученые привели доказательства, подтверждающие существование воды (в жидкой форме) на поверхности иссушенной планеты. Она превращает пустынный, казалось бы, мир в настоящий оазис. Во всяком случае, именно таков был смысл газетных заголовков.
Разумеется, воду на Марсе находили и раньше. Мы знаем, что вода в связанном состоянии находится в марсианском реголите, что она заключена в ледяных шапках марсианских гор и в запасах льда под поверхностью. Еще мы знаем, что на Марсе когда-то текли реки, и водой были заполнены озера и целые моря. За последние годы армада земных орбитальных станций, посадочных модулей и роверов кардинальным образом революционизировала наши представления об этом соседе земли. Но на этот раз Марсианский Орбитальный Зонд провел комплексные измерения того, что оказалось сезонными потоками жидкой воды на поверхности современного Марса. Причем это явление происходит в глобальных масштабах.
Это может стать самым значимым открытием, связанным с марсианской водой, но, в то же время, и самым пугающим. Оно может заставить нас пожалеть, что вода на Марсе вообще существует.
Следуй за Водами
На минутку вернемся обратно на Землю. На сегодняшний день Земля - единственная планета во Вселенной, о существовании жизни на которой нам точно известно. Она находится в привилегированном положении относительно Солнца. Эту область называют "Зоной Обитаемости". Характеризуется она тем, что расстояние до ближайшей звезды позволяет воде находиться в жидком состоянии. И это является ключом к "Земной Версии" (™) жизни. Все формы этой жизни, насколько нам известно, тем или иным образом используют в метаболизме жидкую воду. Где есть вода, там есть жизнь.
Но действует ли эта логика в других мирах Вселенной? Действует ли она на других планетах или лунах нашей Солнечной системы? Действует ли она на Марсе?
До последнего времени единственными наблюдавшимися формами существования воды на Марсе были ее газообразное или твердое состояние. Атмосфера планеты слишком холодна и слишком разрежена, чтобы поддерживать существование воды в жидком состоянии (по крайней мере, на поверхности). Так было не всегда. На ранних этапах эволюции Солнечной системы Марс был голубой планетой. Еще до того, как такой стала Земля. Когда-то он имел плотную атмосферу. Но в древности с Марсом что-то произошло, и это что-то "выключило" внутреннюю динамо-машину, которая генерировала глобальное магнитное поле. Лишившись магнитосферы, Марс подставил атмосферу своей планеты под разрушительное воздействие солнечного ветра. И планета подверглась глубокой иссушающей заморозке.
Вода на поверхности Марса замерзла или сублимировалась (превратилась из пара в лед, минуя жидкую фазу). Часть водяного пара рассеялась в космос. Огромные запасы воды, скорее всего, оказались заключены под поверхностью в виде льда, в областях вечной мерзлоты или задержались в ледяных шапках гор. Они стали замерзшими артефактами когда-то полного влаги мира. Но в 2011 году специалисты, анализируя данные Марсианского Орбитального Зонда, доложили об обнаружении странных сезонных темных полос, которые появляются на прогретых Солнцем марсианских склонах в южном полушарии. И тогда, пользуясь косвенными данными, ученые впервые связали "повторяющиеся линии на склонах" (ПЛС, или RSL) с потоками жидкой воды на поверхности Марса.
Совсем недавно (в одну неделю с презентацией фильма "Марсианин" с Меттом Деймоном) это предположение подтвердилось. Используя спектрометр, установленный на Орбитальном Зонде, в темных линиях RSL были обнаружены спектральные линии гидратированной соли. Это находка стала подтверждением того, что темные линии действительно являются потоками воды, находящейся в жидком состоянии, но только пересыщена солями. То есть перед нами рассол перхлоратов.
Это восхитительная новость. Она подтверждает, что сегодня на поверхности Марса существует жидкая вода. Но вполне возможно, что это не должно радовать будущих исследователей. Фактически, это может таить смертельную опасность для них.
Марсианский антифриз
За поднятой в прессе шумихой сложно представить, что наличие воды на Марсе может выглядеть плохой новостью. Но для гипотетических астронавтов будущего вода не обязательно станет спасением. Во всяком случае, пить ее из родников они вряд ли станут.
В 1970-х годах НАСА отправило для исследования Марса две автоматические станции Викинг. Целью посадочных модулей был поиск жизни. Этими первыми роботами были проведены эксперименты по исследованию местного грунта. Один из экспериментов, который был разработан для определения признаков метаболизма марсианских бактерий, дал положительные результаты. После добавления к пробам марсианского реголита питательных веществ был зарегистрирован выброс газа. Такую реакцию можно ожидать от микроскопических жизненных форм, которые резко начинают развиваться, как шипучая таблетка, брошенная в воду. Однако в то время эксперимент был признан ошибкой, так как позднее в том же образце не было обнаружено следов органических соединений.
Итак, программа Викинг не смогла однозначно определить, есть ли жизнь на Марсе. Поэтому финансирование дальнейших экспериментов в этом направлении усложнилось. Но в связи с новыми открытиями вполне возможно, что следующие миссии вновь должны будут заняться поисками «обитаемого окружения» в прошлом или настоящем планеты.
В 2008 году спускаемый аппарат Феникс, опустившийся в арктической области Марса, совершил новый прорыв в исследованиях. На поверхности планеты были обнаружены перхлораты. Это чрезвычайно токсичные химические вещества, которые используются в различных производственных процессах на Земле. В частности, они могут быть окислителями в ракетном топливе. Что интересно, в данном случае их можно сравнить с солью, которую городские службы рассыпают на тротуарах в холодную погоду, чтобы понизить температуру замерзания воды. В городах этот способ часто применяется, чтобы не допустить обледенения дорог. Перхлораты - очень активные соединения, они снижают точку замерзания воды до уровня соответствующего холодному Марсианскому климату. То есть образуют антифриз естественного происхождения. Станция Феникс дополнила открытие перхлоратов впечатляющими изображениями того, что могло оказаться каплями богатого перхлоратами рассола на своем посадочном модуле.
Значительно позже открытие Феникса подтвердил марсианский ровер Curiosity, проводивший исследования в экваториальном регионе (внутри кратера Гейл), также изобилующего перхлоратами.
Темная (и светлая) стороны перхлоратов
Так как перхлораты - мощные окислители, при нагревании они способны разрушить любые органические соединения. Теперь знаем, что Красная Планета покрыта как перхлоратами, так и органическими соединениями (что также подтвердил Curiosity). Может, стоит пересмотреть результаты старого эксперимента Викинга? Главной причиной того, что Викинг не смог подтвердить наличие жизни на Марсе, стало отсутствие в образцах органических соединений. Но в 1970 мы ничего не знали о перхлоратах. И вполне возможно, в ходе эксперимента они просто стерилизовали образец. Это интересное предположение.
Перхлораты крайне токсичны для человека. Даже в малых дозах они могу причинить очень большие неприятности (вызвать заболевание щитовидной железы). Также они считаются сильным канцерогеном. Но ведь Марс богат перхлоратами. Возможно, что именно они станут главной опасностью для будущего освоения Марса, превышающей даже радиационную. Их дезактивация станет главной задачей. Марс по большей части является очень сухим миром и очень пыльным. Известно, что пыль эта в большей части состоит из опасных для жизни веществ. Вряд ли будущие астронавты захотят дышать таким воздухом, если до ближайшего госпиталя придется добираться много миллионов миль.
Разумеется, это не перечеркивает перспективу дальнейшего освоения Марса, а немного усложняет задачу. Фактически нам повезло, что исследовательские роботы обнаружили токсичный компонент заранее. Теперь мы можем лучше подготовиться к защите. Даже на Земле существуют микроорганизмы, которые используют перхлораты для получения энергии. И этот факт может стать достаточным условием для того, чтобы отправить на Марс экспедицию, невзирая на опасности.
Как подчеркнули ученые на прошедшей пресс-конференции, вряд ли мы сможем отправить для подтверждения этого открытия роботов. Склоны, на которых обнаружено данной явление, очень круты, и посадка любого автоматического аппарата в данной местности практически невозможна (по крайней мере, при современном уровне развития техники). Астробиологи в настоящее время рассматривают данные области как приоритетные для нахождения жизни на Марсе. Поэтому еще одной проблемой может стать загрязнение, земные микроорганизмы могут пробраться в эту местность на автоматических аппаратах, и результаты исследований будут ложными. Земные микроорганизмы могут даже развиваться и засорять весь регион. Конечно, сложно оценить вероятность того, что какие-то земные бактерии будут чувствовать себя как дома в ядовитых рассолах марсианской воды, но будет не правильно, если первая, найденная на Марсе, органическая жизнь окажется завезенной с Земли.
Исследование этих склонов, скорее всего, будет одной из приоритетных задач пилотируемой марсианской экспедиции, которую НАСА планирует запустить в конце 2020-х или начала 2030-х годов.
И хотя источник "Повторяющихся Склоновых Линий" пока неизвестен, их потенциал, как место зарождения жизни, просматривается очень ясно. Так давайте попробуем определить раз и навсегда, есть ли жизнь на Марсе. И разработаем технологии, позволяющие нам жить на этой планете. Возможно, эти воды отравлены. Но все же, нужно проследовать за водами на марсианских склонах.