Концентрация кислорода в очень соленых водах под поверхностью Марса может быть достаточно высокой для того, чтобы там могли существовать аэробные микроорганизмы. Статья об этом опубликована в журнале Nature Geoscience.
Из-за отсутствия фотосинтезирующих организмов в марсианской атмосфере очень мало кислорода: в следовых количествах он образуется в результате распада CO2 под влиянием солнечного света. Поэтому считается, что атмосфера Марса непригодна для существования на поверхности планеты аэробной жизни.
Влада Стаменкович (Vlada Stamenković) из Калифорнийского технологического института и его коллеги решили выяснить, сколько кислорода может быть растворено в жидкой воде с очень высоким содержанием солей, которая, судя по всему, есть и сегодня под поверхностью и, возможно, даже на поверхности Марса.
«Мы показали, что в современных условиях на Марсе могут существовать жидкие среды с концентрацией растворенного кислорода от 2,5 микромоля до 2 молей на кубический метр, причем в полярных регионах из-за более низких температур концентрации особенно высоки… Даже с учетом неопределенностей наши данные показывают, что у поверхности Марса могут быть среды с достаточным количеством кислорода для дыхания аэробных микробов», — пишут ученые.
Для своего исследования исследователи сначала построили термодинамическую модель растворимости кислорода в воде с перхлоратами, хлоридами и сульфатами, в том числе для переохлажденной жидкости. Затем с помощью климатической модели общей циркуляции для современного Марса они оценили растворимость кислорода в зависимости от атмосферного давления и температуры. Это позволило им выяснить, что наибольшие концентрации кислорода возможны в полярных регионах Марса, где этому способствуют низкие температуры — концентрация кислорода там может достигать 0,2 моля на кубический метр. Это на несколько порядков больше минимально необходимой бактериям концентрации в примерно один микромоль на кубометр и сопоставимо с потребностями более сложных многоклеточных организмов, например, губок.
Климатическая модель Марса также позволила ученым оценить возможное содержание кислорода в соленых растворах в последние 20 миллионов лет. Авторы статьи пишут, что из этих 20 миллионов в последние пять миллионов условия для достаточно высоких концентраций кислорода в воде на Марсе были особенно выгодными (до этого оценочная концентрация в среднем получалась в 200 раз меньшей, чем в нынешних условиях).
Авторы статьи, в частности, считают, что их выводы могут помочь объяснить происхождение оксидов в породах на Марсе, найденных марсоходами. Кроме того, по их расчетам, если недавно найденное подледное озеро на Марсе (при условии, что это действительно озеро) когда-то сообщалось с атмосферой, концентрация кислорода в воде там также может быть достаточно высокой для существования жизни.
Ольга Добровидова