В середине 1970-х годов НАСА отправило на поверхность Марса два посадочных аппарата “Викинг”, оснащенных приборами, которые провели единственные эксперименты по обнаружению жизни, когда-либо проводившиеся на другой планете.
Содержание
Эксперименты “Викингов”
Результаты этих экспериментов были очень запутанными тогда и остаются таковыми сегодня. Самое интересное, что некоторые из них – в частности, эксперимент по высвобождению меченых веществ (который проверял метаболизм микроорганизмов) и эксперимент по пиролитическому высвобождению (который проверял органический синтез) изначально дали положительный результат, а эксперимент по газообмену – отрицательный.
В состав посадочных аппаратов “Викинг” также входил прибор для обнаружения органических соединений. Он нашел следовые количества хлорированной органики, что в то время было интерпретировано как результат загрязнения, принесенного аппаратами с Земли. Это заставило ученого проекта “Викинг” Джеральда Соффена произнести свои знаменитые слова: “Нет тел – нет жизни”. Другими словами, марсианская жизнь невозможна без органических соединений. Поэтому Соффен, как и большинство других ученых тех лет, пришел к выводу, что проект “Викинг” дал отрицательный результат в отношении наличия жизни или, в лучшем случае, неубедительный.
За полвека, прошедшие с тех пор, картина сильно изменилась. Еще восемь посадочных аппаратов и роверов более детально исследовали марсианскую поверхность. Благодаря спускаемому аппарату Phoenix в 2008 году и более позднему подтверждению марсоходами Curiosity и Perseverance мы знаем, что местные органические соединения действительно существуют на Марсе. Однако они находятся в хлорированной форме – не то, что ожидали ученые эпохи “Викинга” – и мы не знаем, являются ли они результатом биологических процессов или абиотических химических реакций, не имеющих ничего общего с жизнью. Тем не менее, можно задаться вопросом, как бы Соффен отреагировал сегодня: стал бы он по-прежнему категорично заявлять, что результаты исследований “Викинга” были отрицательными?
Мы их утопили
Во время высадки “Викингов” ученые имели очень слабое представление о марсианской среде. Поскольку Земля – водная планета, казалось разумным, что добавление воды может заставить жизнь, если она есть, проявиться даже в чрезвычайно сухой марсианской среде. Оглядываясь назад, можно сказать, что этот подход был слишком хорошим. Исследователи за прошедшие году узнали, что в чрезвычайно сухих местах на Земле, таких как чилийская пустыня Атакама, происходит постепенное развитие форм жизни по мере того, как среда обитания становится все более засушливой.
В самом конце этой прогрессии находятся микробы, которые живут исключительно в соляных породах. Эти выносливые организмы используют преимущества процесса, который мы называем гигроскопичностью, когда определенные соли притягивают воду непосредственно из относительной влажности воздуха. (Это тот же процесс, который делает поваренную соль комковатой, когда вы оставляете банку с солью открытой). По этой причине микробам, живущим внутри соляных скал в Атакаме, совсем не нужен дождь – только определенное количество влаги в атмосфере.
Теперь давайте подумаем, что произойдет, если вы нальете воду на эти приспособленные к экстремальной сухости микробы. Может ли это привести к их гибели? В технических терминах мы бы сказали, что мы их гипергидрируем, то есть, говоря простым языком, это больше похоже на то, что мы их утопим. Это было бы похоже на то, как если бы инопланетный космический корабль нашел вас, блуждающего полумертвого в пустыне, и ваши потенциальные спасители решили: “Людям нужна вода. Давайте поместим человека посреди океана, чтобы спасти его!”. Как вы понимаете, это не сработало бы.
Во многих экспериментах “Викинга” образцы почвы покрывались водой, что может объяснить загадочные противоречивые результаты. Возможно, предполагаемые марсианские микробы, собранные для экспериментов по высвобождению меченых веществ, не смогли справиться с таким количеством воды и через некоторое время погибли. Большинство же экспериментов по пиролитическому высвобождению проводились в сухих условиях, в отличие от других экспериментов. Первый запуск был положительным для жизни, если сравнивать его с контрольным запуском, проведенным позже, который был разработан таким образом, что никакая биология не могла быть замешана. Интересно, что единственный запуск, проведенный во влажных условиях, дал меньший сигнал, чем контрольный, проведенный в сухих условиях.
Следуя этому ходу мысли, мы должны спросить, действительно ли марсианский грунт, исследованный “Викингом”, содержал гигроскопичные соли, и достаточно ли высока относительная влажность в этих местах. “Викинги” совершили посадку в экваториальной области Марса, где содержание солей в почве довольно низкое. Но в почве много перекиси водорода и перхлоратов, а оба эти соединения очень гигроскопичны. Кроме того, “Викинг” наблюдал (это задокументировано) на Марсе туман – что означает 100% влажность. В принципе, относительная влажность должна была быть достаточно высокой в утренние и вечерние часы, чтобы микробы могли поглощать влагу.
Надежда на перекись водорода
Ученые предположили, что микробная жизнь на Марсе может иметь в своих клетках перекись водорода – эволюционная адаптация, которая позволила бы им получать воду непосредственно из атмосферы. У этой смеси были бы и другие преимущества, например, сохранение воды в жидком состоянии при низких марсианских температурах, предотвращение образования кристаллов льда, которые могли бы разрушить клетки.
В то время как перекись водорода в достаточно высокой концентрации используется для очистки и стерилизации, многие микробы во рту, такие как Streptococcus и Lactobacillus, производят перекись водорода естественным образом, наряду с другими, такими как Neisseria sicca и Haemophilus segnis, которые ее используют. А жук бомбардир, например, распыляет 25%-ный раствор перекиси водорода на все, что его беспокоит. То есть, перекись водорода не является несовместимой с жизнью.
Если мы предположим, что коренная марсианская жизнь могла приспособиться к окружающей среде, включив перекись водорода в свои клетки, то это может объяснить результаты работы “Викинга”. Прибор, используемый для обнаружения органических соединений (так называемый газовый хроматограф-масс-спектрометр), нагревал образцы почвы перед анализом. Но если марсианские клетки содержали перекись водорода, то это могло их убить. Более того, перекись водорода вступила бы в реакцию с любыми органическими молекулами, находящимися поблизости, и образовала бы большое количество углекислого газа – именно это “Викинг” и обнаружил.
Новая миссия на Марс
Нам нужна новая миссия на Марс, подготовленная в первую очередь для обнаружения жизни, чтобы проверить эту и другие гипотезы. Миссия должна исследовать потенциальные места обитания на Марсе, такие как Южное нагорье, где жизнь может сохраняться в соляных породах, расположенных близко к поверхности. Возможно, мы даже сможем добраться до этих пород без бурения – огромное преимущество с точки зрения инженерных сложностей и стоимости.
Читайте также: Ровер НАСА побил рекорд по производству кислорода на Марсе