Марсианский «Газпром»: Жизнь в двух смыслах
Сегодняшний Марс — обитель сухих, холодных и бесприютных пустынь, поверхность которых лишена какой-либо жизни. Таким он остается, судя по всему, уже миллиарды лет: атмосфера планеты оставалось слишком тонка и слаба, и в таких условиях любая жидкая вода слишком быстро улетучивается. Но некогда в очень далеком в прошлом Марс мог быть намного теплей и влажней, о чем свидетельствуют высохшие русла рек, дно океанов и минералы, которые образуются в присутствии воды (читайте: «От вулкана до океана»). Такие условия вполне способны были поддерживать жизнь в известных нам формах — и тем более интересно, что с ней стало, когда климат планеты стал быстро и неотвратимо меняться.
Находке метана на Марсе ученые обязаны длительной работе с инфракрасным телескопом ITF и оптическим Keck, которая продолжалась в течение нескольких лет и охватила все марсианские сезоны. Исследования показали, что в спектре планеты появляются характерные «пустоты», связанные с тем, что свет именно в этих полосах поглощает выброшенный метан.
Эти выбросы оказались на удивление масштабными: к примеру, один из них содержал, ориентировочно, 19 тыс. тонн метана. И все они приходились на теплое время года — конец марсианской весны и лето. Очевидно, это связано с частичным таянием вечной мерзлоты, покрывающей верхние слои планеты. Часть выбросов включала также и некоторые количества водного пара — но некоторые его не содержали.
«Метан в условиях марсианской атмосферы быстро разлагается, и обнаружение значимых количеств этого газа в северном полушарии планеты говорит о том, что какой-то процесс постоянно ведет к его появлению, — поясняет Майкл Мамма (Michael Mumma). — Метан выбрасывается в то время, когда здесь стоит середина лета».
Напомним, что простейший углеводород, метан состоит из одного атома углерода и четырех связанных с ним водородов. Он является основным компонентом природного газа на Земле. Ну а астробиологам он интересен постольку, поскольку именно метан выделяет множество известных нам живых организмов в ходе метаболизма. Впрочем, к тому же результату могут приводить и естественные геологические процессы, например окисление железа.
«В настоящий момент мы не можем сказать, что служит источником марсианского метана, биологический, или геологический процесс, а может, оба вместе, — добавляет Майкл Мамма, — Как бы то ни было, это говорит о том, что планета "жива" если не в биологическом, то в геологическом понимании».
Если источник метана на Марсе — микроскопические живые организмы, то они должны быть скрыты глубоко под поверхностью планеты, где еще достаточно тепла для поддержания воды в жидкой фазе. Мамма добавляет: «На Земле микроорганизмы обнаружены на глубинах 2−3 км в южноафриканских горах Витватерсранд. Существующая там естественная повышенная радиоактивность расщепляет молекулы воды до кислорода и молекулярного водорода. Водород и используют местные микроорганизмы в качестве источника энергии. Возможно, сходный процесс позволил миллиарды лет выживать микробы и глубоко под поверхностью замерзшего Марса, на тех уровнях, где вода еще жидкая, радиация дает источник энергии, а углерод можно получать из углекислоты. Газы (в том числе и метан) скапливаются в подземных резервуарах и выбрасываются в атмосферу с наступлением теплого сезона».
Действительно, бактерии, потребляющие водород и углекислый газ и вырабатывающие метан, были одной из самых ранних форм жизни на Земле. Если на Марсе некогда жизнь также появилась, но не смогла развиться до высших форм, естественно предположить, что тамошние микроорганизмы также использовали похожую метаболическую цепочку, потребляя углекислый газ и продуцируя метан.
Конечно, нельзя сбрасывать со счетов и возможность того, что источник метана — геологический процесс, который протекал многие годы назад, а может, и продолжается сегодня. Для сравнения, у нас на Земле естественное превращение оксида железа в минералы-серпентины (магниево-железистые гидросиликаты) также приводит к значительным выбросам метана.
Подобный процесс может идти на Марсе с участием воды и углекислого газа, опять же, при условии, что недра планеты создают достаточно тепла для необходимой реакции. И хотя пока что нет свидетельств того, что некогда активные вулканы Красной планеты живы до сих пор, продуцированные миллиарды лет назад метан вполне мог сохраняться в естественных «хранилищах» — клатратах льда, откуда и высвобождается во время сравнительно теплого лета. Понять окончательно происхождение марсианского метана можно — для этого надо сравнить сравнительное содержание разных изотопов углерода в нем. Но чтобы проделать это понадобится работа новых миссий на Красной планете.
Кстати, по описанным выше причинам присутствие метана (и его происхождение) на различных небесных телах весьма интересует ученых. В частности, очень интригует источник метана, обнаруженного спутниках Сатурна Энцеладе («Жив ли спутник?») и Титане («За туманом») — уж не живые ли организмы породили этот газ?
По сообщению NASA