Водорода на древнем Марсе оказалось достаточно для жизни примитивных микроорганизмов

NASA

На древнем Марсе было достаточно водорода для поддержания подземной жизни в течение сотен миллионов лет, сообщается в журнале Earth and Planetary Science Letters. Около четырех миллиардов лет назад условия на планете могли быть пригодны для существования литотрофов — микроорганизмов, использующих энергию неорганических соединений.

Литотрофы, в число которых входят представители бактерий и архей, вызывают большой интерес у ученых, так как они расширяют наши представления о возможностях живых существ. Эти организмы порой приспосабливаются к самым необычным и экстремальным условиям — например, в Антарктиде встречаются бактерии, которые способны «дышать» железом. Литотрофов делят на две большие группы — хемолитотрофов, использующих энергию, выделяющуюся в окислительно-восстановительных реакциях неорганических соединений, и фитолитотрофов, использующих энергию света. Условия на поверхности Марса сегодня достаточно суровы (у планеты почти нет защиты от радиации и резкого перепада температур), поэтому авторы новой работы предпочли сконцентрироваться на хемолитотрофах, использующих водород для поддержания жизнедеятельности.

На Земле водород способен образовываться в результате гидролиза — разложения молекул воды под действием радиации. Несмотря на то, что поверхность Марса получает большое количество космического излучения, оно не способно проникать вглубь горных пород. Однако гидролиз способны осуществлять собственные радиоактивные элементы планеты — калий и торий.

Группа ученых под руководством Джесси Тарнаса (Jesse Tarnas) из Университета Брауна проанализировала содержание калия и тория в марсианской коре с помощью данных, полученных гамма-спектрометром зонда NASA Mars Odyssey. Кроме того, на основе современных моделей соотношения элементов в породах планеты, ученые рассчитали содержание урана. Распад этих трех элементов служит источником излучения, которое запускает радиолиз воды. Так как ученым известны периоды полураспада радиоактивных изотопов этих элементов, они смогли экстраполировать современные данные на нойскую эру (3,7 — 4,1 миллиарда лет назад). На основе этого группа Тарнаса рассчитала количество радиоактивного излучения на древнем Марсе.

Далее исследователи оценили, сколько подземных вод должно было содержаться в недрах планеты. Сегодня многочисленные свидетельства указывают на то, что в прошлом на Марсе существовали и реки, и озера, причем как на поверхности, так и под землей. Ученые использовали измерения плотности марсианской коры, чтобы приблизительно рассчитать долю пустот (пор), которые могли быть заполнены водой — это значение составило 5-15 процентов. Затем они определили количество свободного водорода с учетом разных климатических режимов.

В итоге группа Тарнаса пришла к выводу, что в древности недра Марса могли быть вполне пригодны для обитания литотрофных организмов. По мнению ученых, они могли существовать на глубине до 1,6–1,8 километра. Концентрация свободного водорода в этом слое около 4 миллиардов лет назад соответствовала современным значениям на Земле (от 0 до 35 — 55 миллимоль на литр). Такие значения могли сохраняться в течение нескольких сотен миллионов лет, считают авторы. 

Важно заметить, что результаты авторов не говорят о том, что жизнь на древнем Марсе действительно существовала. Кроме того, расчеты группы Тарнаса относительно условны, так как геологическая история Красной планеты сегодня все еще плохо изучена. Тем не менее, исследование ученых может помочь будущим экспедициям в поисках признаков древней или современной жизни. 

В мае этого года к Марсу отправился новый посадочный аппарат InSight, который будет изучать внутреннюю структуру Марса. Его главная цель заключается в исследовании геологических процессов. Если миссия пойдет по плану, то Insight сядет на поверхность планеты в конце ноября 2018 года. На сегодня он преодолел уже больше половины пути. 

Кристина Уласович

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.