Могут ли образцы Марса, отправленные марсоходом «Настойчивость», содержать секрет древней жизни?

НАСАМарсоход НАСА Perseverance собрал образцы горных пород из… Марс Это может изменить наше понимание истории воды на планете и потенциально раскрыть прошлую жизнь.

Эти образцы, собранные в течение пяти месяцев в 2022 году из кратера Езеро, чрезвычайно важны, поскольку они были перенесены и отложены водой, что может сохранить свидетельства прошлой микробной жизни. Однако на Земле необходимо провести детальный анализ, для чего потребуется будущая миссия по его восстановлению.

В течение почти пяти месяцев 2022 года марсоход НАСА Perseverance собирал с Марса образцы горных пород, которые могли бы переписать историю воды на Красной планете. Он может даже содержать доказательства прошлой жизни на Марсе.

Но информацию, содержащуюся в этих образцах, невозможно извлечь без более детального анализа на Земле, что требует отправки на планету новой миссии для извлечения образцов и их возвращения. Ученые надеются вернуть образцы на Землю к 2033 году, хотя миссия НАСА по возвращению образцов может быть отложена.

Важность образцов осадочных пород

«Эти образцы — причина, по которой мы начали нашу миссию», — сказал Дэвид Шустер, один из авторов статьи и профессор наук о Земле и планетах в Гарвардском университете. Калифорнийский университет, Беркли«И член научной группы НАСА, собирающий образцы. «Это именно то, чего все надеялись достичь. Нам удалось этого добиться. «Это то, что мы искали».

Критическая важность этих камней, отобранных из речных отложений высохшего озера, которое когда-то заполняло кратер под названием Езеро, подробно описана в исследовании, которое будет опубликовано сегодня (14 августа) в журнале. Достижения АГУЖурнал Американского геофизического союза.

«Это первые и единственные осадочные породы, которые были изучены и собраны с другой планеты, кроме Земли», — сказал Дэвид Шустер, профессор наук о Земле и планетах в Калифорнийском университете в Беркли и член научной группы НАСА по сбору проб, которая является соавтором -автор исследования. «Осадочные породы важны, потому что они были перенесены «Водой», отложены в стоячем водоеме, а затем изменены химическим путем, который включал присутствие жидкой воды на Марсе в какой-то момент в прошлом. Причина, по которой мы приехали на Джезеро, — изучить этот тип камня. Это совершенно фантастические образцы для достижения общих целей миссии».

Возможность прошлой жизни на Марсе

Шустер является соавтором статьи вместе с первым автором Таней Босак, биогеологом из Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) в Кембридже.

«Эти каменные ядра, вероятно, являются старейшими материалами, взятыми из любой известной среды, которые могли поддерживать жизнь», — сказал Босак. «Когда мы вернем его на Землю, он сможет многое рассказать нам о том, когда, почему и как долго на Марсе была жидкая вода, а также о том, произошла ли на планете какая-то органическая, биотическая и, возможно, биологическая эволюция».

Значение мелкозернистых отложений

Стоит отметить, что некоторые образцы содержат очень мелкозернистые отложения — наиболее вероятный тип породы, хранящий свидетельства прошлой микробной жизни на Марсе — если на планете когда-либо существовала жизнь.

«Жидкая вода является ключевым компонентом во всем этом, потому что она является основным компонентом биологической активности, насколько мы ее понимаем», — сказал Шустер, геохимик. «Мелкозернистые осадочные породы на Земле, скорее всего, сохранят следы прошлой биологической активности, включая органические молекулы. Вот почему эти образцы так важны».

Недавние открытия водопада Чиуава

25 июля НАСА объявило, что марсоход Perseverance собрал новые образцы горных пород из скалистого обнажения под названием водопад Кьява, которые также могут содержать признаки прошлой жизни на Марсе. Научные инструменты марсохода обнаружили следы органических молекул, а включения в камнях в виде «тигровых пятен» напоминают черты, часто связанные с окаменелой микробной жизнью на Земле.

В своем заявлении Кен Фарли, научный сотрудник проекта Perseverance в Калифорнийском технологическом институте, сказал: «С научной точки зрения Perseverance не может предложить больше, чем это. Чтобы понять, что на самом деле произошло в долине марсианской реки в кратере Джезеро миллиарды лет назад, мы должны это сделать. хотел бы вернуть образец водопада Чеава на Землю». «Чтобы его можно было изучить с помощью мощных инструментов, доступных в лабораториях».

Вопросы без ответа об органических соединениях

Шустер отметил, что Езеро и веер отложений, оставленный рекой, которая когда-то протекала через него, возможно, образовались 3,5 миллиарда лет назад. Эта обильная вода сейчас ушла, либо она застряла под землей, либо ушла в космос. Но Марс был влажным в то время, когда жизнь на Земле – в виде микробов – уже была повсюду.

Он сказал: «В тот момент, 3,5 миллиарда лет назад, жизнь на Земле выполняла свою роль. Основной вопрос заключается в следующем: выполняла ли жизнь свою роль и на Марсе в тот момент?»

«Если бы где-нибудь на Земле за последние 3,5 миллиарда лет вы представили мне сценарий реки, впадающей в яму, переносящей материал в стоячий водоем, биология так или иначе пустила бы там корни и оставила бы свой след», — сказал Шустер. «В частности, в мелких отложениях у нас будет очень хорошая возможность записать эту биологию в лабораторных наблюдениях, которые мы можем провести с этим материалом на Земле».

Шустер и Босак признают, что оборудование для органического анализа на борту корабля не обнаружило органических молекул в четырех пробах, взятых из осадочного вентилятора. Фактически, органические молекулы используются и производятся привычными нам видами жизни на Земле, хотя их присутствие не является убедительным доказательством существования жизни.

Шустер сказал: «Мы не обнаружили четко органических соединений в этих основных образцах, но тот факт, что устройство не обнаружило органические соединения, не означает, что они не присутствовали в этих образцах, а, скорее, что они не находились в концентрации, которая могла бы быть обнаружены устройствами марсохода именно в этих камнях».

Важнейшие достижения семплирования в программе Perseverance

На данный момент Perseverance собрал в общей сложности 25 образцов, включая дубликаты образцов и образцы атмосферы, а также три «пробки-свидетеля», которые улавливают потенциальные загрязнители вокруг марсохода. Восемь дубликатов образцов горных пород, а также образец воздуха и свидетельская трубка были помещены в так называемый бункер «Три вилки» на поверхности Джезеро в качестве резерва на случай, если у марсохода возникнут проблемы и образцы на борту не смогут быть восстановлены. Остальные 15 образцов, включая образец с водопада Кьява, собранный 21 июля, остаются на борту марсохода в ожидании извлечения.

Анализ древних речных отложений на Марсе

Шустер был частью команды, которая проанализировала первые восемь собранных образцов горных пород, по два из каждого места на дне кратера. Все они представляли собой магматические породы, которые, вероятно, образовались, когда метеорит ударился о поверхность и образовал кратер. Эти результаты были опубликованы в статье 2023 года, основанной на анализе, проведенном приборами на борту Perseverance.

Новая статья представляет собой анализ семи других образцов, три из которых являются дубликатами, которые сейчас хранятся на поверхности Марса, собранных в период с 7 июля по 29 ноября 2022 года с передней части западного веера отложений Джезеро. Босак, Шустер и их коллеги обнаружили, что породы состоят в основном из песчаника и аргиллита, образовавшихся в результате речных процессов.

Разгадка истории воды на Марсе

«Миссия Perseverance обнаружила отложенные водой осадочные породы в передней, верхней части и на окраине западного конуса Езеро и собрала набор образцов из восьми карбонатсодержащих песчаников, аргиллита с высоким содержанием сульфатов, песчаника с высоким содержанием сульфатов и песчаника. конгломерат», — сказал Босак. «Породы, собранные в передней части конуса, являются самыми старыми». «

Босак особенно заинтересован в потенциальных биомаркерах в мелкозернистых отложениях, но крупнозернистые отложения также содержат ключевую информацию о воде на Марсе, сказал Шустер. Хотя они с меньшей вероятностью сохранят органический или потенциально биологический материал, они содержат углеродистые материалы и остаются вымытыми вверх по течению исчезающей реки. Таким образом, это могло бы помочь определить, когда на Марсе действительно текла вода, что является основным направлением исследований Шустера.

«Благодаря лабораторному анализу этих обломочных минералов мы можем сделать количественные заключения о том, когда отложились отложения, и о химическом составе этих вод. Каков был pH этой воды, когда отложились эти вторичные стадии? В какой момент времени произошло это химическое вещество? происходят изменения? — сказал он. «Теперь у нас есть набор образцов, который позволит нам понять условия окружающей среды, когда жидкая вода текла в кратер. Когда жидкая вода текла в кратер и было ли это периодически?»

Будущие задачи и лабораторные анализы

Исследователи подтвердили, что ответы на эти вопросы зависят от анализа материалов, обнаруженных в наземных лабораториях, чтобы выявить древнюю органическую, изотопную, химическую, морфологическую, временную и магнитную информацию, которую они записывают.

«Одна из важнейших целей планетологии — вернуть эти образцы», — сказал Шустер.

Справка: «Астробиологический потенциал горных пород, полученный марсоходом Perseverance в передней части конуса осадочных пород в кратере Джезеро, Марс», 14 августа 2024 г., Достижения АГУ.