Десетилетия издирвания най-накрая се увенчаха с успех: учените са близо до разгадаването, където въглеродът се появи в почвата и атмосферата на червената планета.
Шест години след началото на работата в Gale Crater на марсианската повърхност, роувърът Curiosity направи може би най-важното откритие в търсенето на признаци на живот: скалистата повърхност на червената планета е пълна с органични молекули и от време на време газът дори прониква в разредената си атмосфера метанът е най-простият от органичните молекули. За сравнение: на Земята въглеродните вещества са в основата на живота.
И двете открития са направени в хода на анализ на проби, събрани от Curiosity. В SAM, миниатюрната химическа лаборатория на роувъра, наричана още "фурна", малки фрагменти от въздух, скала и почва са "печени", за да бъдат изследвани на молекулярно ниво. По този начин в пробите от древен калник е открито голямо разнообразие от органични молекули. Друго проучване, което продължи не по-малко от пет години, установи редовни колебания на метана в марсианската атмосфера. Пикът на емисиите беше през марсианското лято. Резултатите са публикувани в списание Science.
Въпреки това, колкото и да вълнуват въображението, заключенията за миналия, настоящ и бъдещ живот на Марс все още не са окончателни - в атмосферата на газовите гиганти метанът се намира навсякъде. И това в никакъв случай не говори за присъствието на живот: метанът се формира от банално взаимодействие между течаща вода и нагряти камъни. В допълнение, други прости органични молекули са известни в някои метеорити и междузвездни газови облаци. „Изключително трудно е научно да се докаже съществуването на живот на Марс. Това изисква буквално показване на снимка на вкаменелостите “, казва Крис Уебстър, химик от лабораторията за реактивни двигатели и водещ автор на изследвания за метан.
Къде отиде марсианският въглерод?
Самото присъствие на органични молекули на Марс не е изненадващо. Както всяка друга планета в нашата Слънчева система, Марс редовно получава своя дял от богати на въглерод микрометеорити и космически прах. Въпреки това космическият кораб „Викинг“на НАСА, който кацна на червената планета през 1976 г., направи сензационно откритие: оказа се, че в марсианската почва има дори по-малко въглерод, отколкото в безжизнените лунни скали. "Това беше голяма изненада", обяснява астробиологът Каролайн Фрисинеет, съавтор на проучването на аргилита Curiosity и изследовател от Лабораторията за атмосферни и космически изследвания във Франция. "За съжаление, това доведе до краха на цялата програма на Марс."
Оттогава учените ревностно търсят въглерод на Марс - или поне се борят да обяснят защо той не е намерен. Ключовият пречупване се случи през 2008 г., когато кацателят на НАСА Феникс намери перхлоратни соли, силно реактивни молекули, съдържащи хлор, в проби от почвата, взети близо до северния полюс на Марс. В комбинация с ярка ултравиолетова светлина и космически лъчи от космоса перхлоратите унищожават цялата органична материя на повърхността, не оставяйки доказателства дори за чувствителните сензори на марсоходците. Може би някои изследователи предполагат, че остатъчната органична материя на Марс - и следователно всякакви признаци от миналия или настоящия живот - дебне в дълбините му.
Промоционално видео:
През 2015 г. обаче Curiosity се доближи до доказването на съществуването на органични молекули на Марс, когато, загрявайки проби от почвата до 800 градуса по Целзий във фурна, открива следи от замърсени с хлор въглеродни съединения. Въпреки това, в самото начало на марсианската мисия учените откриха изтичане на въглеродсъдържащи химически реагенти от редица компоненти на самата „пещ“, което може да доведе до замърсяване на пробите. За да се бори със замърсяването, екипът на Curiosity се съсредоточи върху търсенето на други проби от съдържащи хлор органични вещества, като едновременно с това намали температурата на "фурната" - по време на следващите работи тя се загрява само до 400 градуса.
Преди да се заемете с нова задача, екипът се увери, че този път нищо не е подминато. След повторна проверка на нивото на замърсяване на фона, Фресинета и нейните колеги „пекат“проби от кални камъни, датирани от три милиарда години, при температура 500 градуса по Целзий - перхлоратите са напълно изгорени с нея. Тиофен, сравнително малки и прости пръстеновидни молекули, съдържащи и въглерод, и сяра, бяха открити в пепелта. Последният изглежда идва от богат на сяра минерал, наречен ярозит. Преди това Curiosity откри своите 3,5 милиарда годишни находища в Гале Кратер - очевидно те се образуваха в момент, когато в все още неохладения кратер имаше вода и тя беше подходяща за живот. Учените подозират, че въглеродът, съдържащ се в тиофен, идва от все още неидентифицирани, но по-големи молекули, т.е.запазен вътре в ярозита за милиарди години.
Въпреки полемиката на откритието, Джордж Коди, геохимик от Института за наука в Карнеги, който не е участвал в изследването, смята, че това е гигантска стъпка напред. Наличието на тези по-големи молекули, според него, предполага наличието на добре запазени находища на въглерод, скрити под повърхността на Марсиан. Подобни перспективи, според него, дават научна основа за предстоящите мисии за събиране на проби и връщането им на Земята. „Ако това може да се направи на Марс, просто си представете какво може да се постигне в наземните лаборатории“, казва той.
Сезони и колебания на метан
Междувременно роувърът Curiosity направи това, което Webster казва, че е най-важното измерване на метан в историята. Този въглероден газ е от решаващо значение, тъй като по-голямата част от земния метан се произвежда от метаногенни микроби, които оцеляват дори в бедни на кислород среди. Освен това метанът бързо се унищожава от ултравиолетовото лъчение, така че всяка находка на Марс най-вероятно е „прясна“- газът е пуснат едва наскоро. Използвайки "фурната", Уебстър и неговите колеги откриха стабилно фоново ниво на метан в атмосферата над Гейл Кратер. През последните пет години тя е била приблизително 0,4 части на милиард. И въпреки че тази сума едва се открива, астробиолозите вече се интересуват от нея. Прави впечатление, че нивото на метан се колебае заедно с марсианските сезони: при слънчево лято съдържанието му е три пъти по-високо, т.е.отколкото студена и тъмна зима.
За Уебстър тази периодичност е може би най-вълнуващото от неговите открития. Преди това на Марс бяха открити само доказателства за случайни, но не и сезонни емисии. - Представете си, че колата ви е боклук. Докато проблемът не се повтори, никога не знаете какво не е наред “, обяснява Уебстър. Той и неговите колеги спекулират, че метанът може да идва от дълбоки водоносни хоризонти: през лятото те се стопят, отделя се вода и се образува пресен газ. Според друга версия тези вещества са древни и са се образували преди милиарди години в хода на различни геоложки и биологични процеси. След това замръзват в матрици от лед и скали и се открояват само при размразяване, от слънчева светлина. И накрая, има възможност марсианските метаногени да дремят в недрата на планетата и до днес,периодично се събужда и произвежда характерен газ, чрез който те могат да бъдат идентифицирани.
Други учени, които не са взели участие в изследването, оценяват нееднозначно значението на резултатите за търсенето на живот на Марс. Майкъл Мума, астробиолог от Центъра за космически полети в Годард, казва, че измерванията са критични, защото предоставят директни доказателства за неговите собствени наблюдения. Преди това той пише за марсианските емисии на метан, които откри с помощта на наземни телескопи - въпреки че учените в кръгове приеха откритието му с недоверие.
Планетологът Марк Фрис, който ръководи събирането на космическия прах в Космическия център Линдън Джонсън, беше скептично настроен към последните открития на Curiosity. Богатите на въглерод метеорити и космически прах, навлизащи в марсианската атмосфера, могат да бъдат източник на заявените количества метан, каза той. Той също така подчертава, че сезонната периодичност не е напълно съвместима с марсианските сезони. „Един строг, основан на доказателства подход, основан на наличните доказателства, предполага, че Марс винаги е бил и остава безжизнен“, казва Freese. "Дори да се изложи обратната хипотеза, се изискват категорични доказателства." Скоро тази хипотеза ще може да бъде тествана от данните на съвместната мисия на ЕС и Русия „Exomars Trace Gas Orbiter“. Този космически кораб орбитира Марсиан от 2016 г. и показва концентрации на метан и други газове отгоре.
Уебстър от своя страна казва, че нито едно от възможните обяснения не е благоприятно, докато не бъдат направени окончателни заключения. Придвижването постепенно напред е подходът на НАСА към проучването на Марс, Fressinet отбелязва: „Стъпка по стъпка, мисия по мисия“.
Адам Ман