Исследователи используют новые аналитические инструменты, позволяющие изучить загадочную историю марсианской атмосферы и понять, могла ли в таких условиях возникнуть жизнь в прошлом. Выводы опубликованы в журнале Science Advances.
Современный Марс – холодное и пустынное место, не располагающее на поверхности водой в жидком состоянии. Профессор биохимии Тим Лайонс говорит:
«Мы не зациклены на поиске современной жизни в теперешнем Марсе. Нам хочется понять, существовали ли живые организмы на Красной планете миллиарды лет назад, что кажется мне более вероятным сценарием».
Существует много намеков на то, что Марс располагал жидкой водой и даже океаном около 4 млрд. лет назад. Но исследователям нужно понять, как это было возможно. Красная планета вращается дальше от Солнца, а в те далекие времена наша звезда давала меньше тепла.
Соавтор исследования Крис Тино объясняет:
«Чтобы сделать планету достаточно теплой для жидких поверхностных вод, ее атмосфере понадобилось бы огромное количество парниковых газов. В особенности мир нуждается в углекислом газе».
Исследователи не могут отмотать время на миллиарды лет назад и взять пробы атмосферы для определения количества углекислого газа. Но на Земле есть интересный участок, где геология и химия сходятся с марсианской поверхностью. Речь идет о кратере Нёрдлингенский Рис в Германии.
Этот кратер появился 15 млн. лет назад после падения метеорита. На территории находят слои камней и минералов, которые сохранились в лучшем состоянии, чем в других местах на Земле. Ровер Марс-2020 также выполнит посадку в хорошо сохранившемся древнем марсианском кратере. Оба места располагали жидкой водой в прошлом, из-за чего их химический состав будет сопоставимым.
Конечно, древняя Красная планета не располагала достаточным количеством кислорода, чтобы приютить сложные формы жизни, вроде животных и людей. Однако нейтральный уровень pH и высокий уровень щелочности дает шансы на возникновение некоторых микроорганизмов. Такие условия указывают на достаточный объем углекислого газа в атмосферном слое (может быть, в тысячи раз больше, чем у современной Земли).
Пока pH измеряет концентрации ионов водорода в растворе, щелочность считается мерой, которая зависит от нескольких ионов и их контакта для стабилизации pH. Образцы с земного кратера располагают соотношением изотопов азота, которые объясняются высоким pH. Но марсианские образцы говорят о низких уровнях pH, что требует гораздо большего объема углекислого газа в древнем атмосферном слое.
Новые оценки углекислого газа помогут понять, как древний Марс при большой отдаленности от Солнца мог оказаться достаточно теплым для появления жидких океанов и потенциальной жизни.
Новое исследование получило финансирование от Института астробиологии НАСА. Когда образцы с ровера Марс-2020 вернутся на Землю, их можно проанализировать на тему изотопного соотношения. Новые данные могут подтвердить гипотезу ученых о том, что крайне высокие объемы углекислого газа создали условия для появления жидкой воды и жизни в прошлом. Правда, до возвращения образцов еще может пройти 10-20 лет.