Жизнь, возможно, уничтожила себя на раннем Марсе. Это звучит не так абсурдно, как кажется. Об этом говорит новое исследование. В то же время, на красной планете остались места, где жизнь могла сохранится.
Доступные учёным данные показывают, что Марс когда-то был теплым и влажным и имел атмосферу. В древний ноахийский период, между 3,7 и 4,1 миллиардами лет назад, на Марсе также была поверхностная вода. Если это верно, то Марс, возможно, был пригоден для жизни (хотя это не обязательно означает, что он был обитаем), сообщило Science Alert.
Новое исследование показывает, что ранний Марс, возможно, был гостеприимным для вида организмов, которые процветают в экстремальных условиях здесь, на Земле. Метаногены обитают на нашей планете в таких местах, как гидротермальные источники на дне океана, где они преобразуют химическую энергию из окружающей среды и выделяют метан в виде отходов. Исследование показывает, что метаногены, возможно, процветали под землей на Марсе.
Исследование называется «Ранняя обитаемость Марса и глобальное охлаждение из-за метаногенов на основе H2». Оно опубликовано в журнале Nature Astronomy, а старшими авторами являются Реджис Ферьер и Борис Сотерей. Ферьер — профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Аризонского университета, а Сотерей — бывший аспирант группы Ферьера, который сейчас работает в Сорбонне.
«Наше исследование показывает, что подземный ранний Марс, скорее всего, был пригоден для обитания метаногенных микробов», — сказал Ферьер в пресс-релизе. Однако авторы ясно дают понять, что они не говорят, что жизнь определенно существовала на красной планете.
В исследовании говорится, что микробы могли бы процветать в пористой, соленой породе, которая защищала их от ультрафиолетового излучения и космических лучей. Подземная среда также обеспечила бы рассеянную атмосферу и умеренную температуру, которые позволили бы сохраняться метаногенам.
Исследователи сосредоточились на гидрогенотрофных метаногенах, которые поглощают H2 и CO2 и производят метан в виде отходов. Этот тип метаногенеза был одним из самых ранних метаболических процессов, эволюционировавших на Земле. Однако его «…жизнеспособность на раннем Марсе никогда не оценивалась количественно», говорится в документе. До сих пор.
Существует критическая разница между древним Марсом и Землей. На Земле большая часть водорода связана в молекулах воды, и очень мало — сам по себе. Но на Марсе он был в изобилии в атмосфере планеты.
Этот водород мог быть источником энергии, необходимой ранним метаногенам для процветания. Тот же самый водород помог бы удерживать тепло в атмосфере Марса, сохраняя планету пригодной для жизни.
«Мы думаем, что в то время Марс, возможно, был немного холоднее Земли, но и близко не таким холодным, как сейчас, со средними температурами, скорее всего, выше точки замерзания воды», — сказал Ферьер.
«В то время как нынешний Марс описывается как кубик льда, покрытый пылью, мы представляем себе ранний Марс как каменистую планету с пористой корой, пропитанную жидкой водой, которая, вероятно, образовала озера и реки, возможно, даже моря или океаны», — представил природу Марча учёный.
На Земле вода — либо соленая, либо пресная. Но на Марсе это различие, возможно, не было необходимым. Вместо этого вся вода была соленой, согласно спектроскопическим измерениям поверхностных пород Марса.
Исследовательская группа использовала модели климата, земной коры и атмосферы Марса для оценки жизни метаногенов на древнем Марсе. Они также использовали модель экологического сообщества земноподобных микробов, которые усваивают водород и углерод.
Работая с этими моделями экосистем, исследователи смогли предсказать, смогут ли популяции метаногенов выжить. Но они пошли дальше, они смогли предсказать, какое влияние эти популяции оказывают на окружающую среду.
«Как только мы создали нашу модель, мы, образно говоря, применили ее к марсианской коре», – сказал первый автор статьи Борис Сотерей.
«Это позволило нам оценить, насколько вероятной была бы подземная биосфера Марса. И если бы такая биосфера существовала, то как бы она изменила химический состав марсианской коры и как эти процессы в коре повлияли бы на химический состав атмосферы», — поделился ученый.
«Наша цель состояла в том, чтобы создать модель марсианской коры со смесью горных пород и соленой воды, позволить газам из атмосферы диффундировать в почву и посмотреть, смогут ли метаногены жить с этим, — сказал Ферьер. — И ответ, вообще говоря, таков: да, эти микробы могли бы жить в коре планеты».
Но есть проблема. Команда учёных смоделировала все надземные и подземные процессы и то, как они повлияли бы друг на друга. Учёные решили, что со временем метаногены вызвали бы глобальное похолодание климата, поскольку они изменили химический состав атмосферы. Соленая вода в марсинской коре замерзала бы на все большую глубину по мере охлаждения планеты.
Это охлаждение в конечном итоге сделало бы поверхность Марса непригодной для жизни. По мере охлаждения планеты организмы должны были быть загнаны глубже под землю, подальше от холода.
«Согласно нашим результатам, атмосфера Марса была бы полностью изменена биологической активностью очень быстро, в течение нескольких десятков или сотен тысяч лет, — сказал Сотерей. — Удалив водород из атмосферы, микробы резко охладили бы климат планеты».
Каков результат? Вымирание.
«Проблема, с которой тогда столкнулись бы эти микробы, заключается в том, что атмосфера Марса практически исчезла, полностью истончилась, поэтому их источник энергии исчез бы, и им пришлось бы искать альтернативный источник энергии», — сказал Сотерей.
«Кроме того, температура значительно упала бы, и им пришлось бы уйти гораздо глубже в земную кору. На данный момент очень трудно сказать, как долго Марс оставался бы пригодным для жизни», — признался он.
Неужели Марс теперь мертв? Вполне возможно, что марсианская жизнь нашла убежище в изолированных местах коры. И где искать жизнь?
По мнению исследователей, Равнина Эллада — лучшее место для поиска свидетельств этой ранней подземной жизни, потому что она оставалась свободной ото льда. К сожалению, этот регион является домом для мощных пыльных бурь и непригоден для исследования марсоходами. По мнению авторов, если люди-исследователи когда-нибудь посетят Марс, то Равнина Эллада — идеальное место для исследований.
