Gadu desmitiem ilgus meklējumus vainagojās ar panākumiem: zinātnieki ir tuvu tam, lai atklātu, kur ogleklis parādījās sarkanās planētas augsnē un atmosfērā.
Sešus gadus pēc darba sākšanas Gale krāterī uz Marsa virsmas, Curiosity rovers izdarīja, iespējams, vissvarīgāko atklājumu, meklējot dzīvības pazīmes: sarkanās planētas akmeņainā virsma ir piepildīta ar organiskām molekulām, un laiku pa laikam gāze pat nokļūst tās retinātajā atmosfērā. metāns ir vienkāršākais organisko molekulu sastāvs. Salīdzinājumam: uz zemes oglekļa vielas ir dzīvības pamats.
Abi atklājumi tika veikti, analizējot Curiosity apkopotos paraugus. SAM, rovera miniatūrā ķīmijas laboratorijā, ko sauc arī par "krāsni", sīki gaisa, iežu un augsnes fragmenti tiek "grauzdēti", lai tos pētītu molekulārā līmenī. Tādējādi seno dubļakmens paraugos tika atrasts ļoti daudzveidīgs organisko molekulu klāsts. Citā pētījumā, kas ilga ne mazāk kā piecus gadus, tika noteiktas regulāras metāna svārstības Marsa atmosfērā. Emisiju maksimums bija Marsa vasarā. Rezultāti tika publicēti žurnālā Science.
Tomēr neatkarīgi no tā, kā viņi aizrauj iztēli, secinājumi par pagātni, tagadni un turpmāko dzīvi uz Marsa vēl nav galīgi - metāns ir atrodams visur gāzes gigantu atmosfērā. Un tas nekādā gadījumā nerunā par dzīvības klātbūtni: metāns veidojas banāla mijiedarbībā starp tekošu ūdeni un sakarsētiem akmeņiem. Turklāt ir zināms, ka dažos meteorītos un starpzvaigžņu gāzes mākoņos ir atrodamas arī citas vienkāršas organiskas molekulas. “Zinātniski pierādīt dzīvības esamību uz Marsa ir ārkārtīgi grūti. Tam ir nepieciešams burtiski parādīt fosilijas fotoattēlu,”saka Kriss Vebsters, Jet Propulsion Laboratory ķīmiķis un metāna pētījumu galvenais autors.
Kur gāja Marsa ogleklis?
Organisko molekulu klātbūtne uz Marsa nepārsteidz. Tāpat kā jebkura cita planēta mūsu Saules sistēmā, Marss regulāri saņem savu daļu ar oglekli bagātu mikrometeorītu un kosmisko putekļu. Tomēr NASA kosmiskais kuģis Viking, kas 1976. gadā nolaidās uz sarkanās planētas, veica sensacionālu atklājumu: izrādījās, ka Marsa augsnē ir pat mazāk oglekļa nekā nedzīvajos Mēness klintis. "Tas bija liels pārsteigums," skaidro astrobioloģe Karolīna Freissinete, Curiosity argillīta pētījuma līdzautore un Atmosfēras un kosmosa pētījumu laboratorijas pētniece Francijā. "Diemžēl tas noveda pie atteikšanās no visas Marsa programmas."
Kopš tā laika zinātnieki dedzīgi meklē oglekli uz Marsa vai vismaz cenšas izskaidrot, kāpēc tas nav atrasts. Galvenais satraukums radās 2008. gadā, kad NASA Fīniksas nolaišanās augsnes paraugos, kas ņemti netālu no Marsa ziemeļpola, atrada perhlorāta sāļus - ļoti reaģējošas molekulas, kas satur hloru. Apvienojumā ar spilgtu ultravioleto gaismu un kosmiskajiem stariem no kosmosa perhlorāti iznīcina visas organiskās vielas uz virsmas, neatstājot pierādījumus pat Marsa roveru jutīgajiem sensoriem. Iespējams, ka daži pētnieki ir ierosinājuši, ka Marsa organiskās vielas un līdz ar to arī visas pagātnes vai pašreizējās dzīves pazīmes slēpjas tā dziļumos.
Reklāmas video:
Tomēr 2015. gadā Curiosity gandrīz pierādīja organisko molekulu esamību uz Marsa, kad, krāsnī sildot augsnes paraugus līdz 800 grādiem pēc Celsija, tas atklāja ar hloru piesārņotu oglekļa savienojumu pēdas. Tomēr pašā Marsa misijas sākumā zinātnieki no vairākām pašas "krāsns" sastāvdaļām atklāja oglekli saturošu ķīmisku reaģentu noplūdi, kas varēja izraisīt paraugu piesārņošanu. Lai apkarotu piesārņojumu, Curiosity komanda koncentrējās uz citu hloru saturošu organisko savienojumu paraugu meklēšanu, vienlaikus samazinot “krāsns” temperatūru - turpmākajos darbos tā tika uzkarsēta tikai līdz 400 grādiem.
Pirms uzsākt jaunu uzdevumu, komanda pārliecinājās, ka šoreiz nekas netiek aizmirsts. Pēc fona piesārņojuma līmeņa atkārtotas pārbaudes Fressineta un viņas kolēģi "cepa" dubļakmeņu paraugus, kas datēti ar trim miljardiem gadu, temperatūrā 500 grādi pēc Celsija - perhlorāti ar to ir pilnībā sadedzināti. Tiofēni, samērā mazas un vienkāršas gredzenveida molekulas, kas satur gan oglekli, gan sēru, tika atrasti pelnos. Šķiet, ka pēdējais nāk no sēra bagāta minerāla, ko sauc par jarosītu. Iepriekš Curiosity atklāja savus 3,5 miljardus gadu vecos atradumus Gēla krāterī - acīmredzot, tie izveidojās laikā, kad joprojām aukstais krāteris bija piepildīts ar ūdeni un bija piemērots dzīvībai. Zinātniekiem ir aizdomas, ka tiofēnā esošais ogleklis nāk no vēl neidentificētām, bet lielākām molekulām,konservēti jarosīta iekšpusē miljardiem gadu.
Neskatoties uz atklājuma pretrunām, Džordžs Kodijs, Kārnegi zinātnes institūta ģeoķīmiķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā, uzskata, ka tas ir milzīgs solis uz priekšu. Viņš saka, ka šo lielāku molekulu klātbūtne liecina par labi saglabātām oglekļa atradnēm, kas paslēptas zem Marsa virsmas. Pēc viņa domām, šādas perspektīvas nodrošina zinātnisko pamatu gaidāmajām misijām, lai savāktu paraugus un nodotu tos atpakaļ uz Zemi. "Ja to var izdarīt uz Marsa, iedomājieties, ko var sasniegt zemes laboratorijās," viņš saka.
Metāna gadalaiki un svārstības
Tikmēr Curiosity rover ir izdarījis to, ko Vebsters saka, ir vissvarīgākie metāna mērījumi vēsturē. Šī oglekļa gāze ir kritiska, jo lielāko daļu Zemes metāna ražo metanogēni mikrobi, kas izdzīvo pat vidē, kurā trūkst skābekļa. Turklāt metānu ultravioletais starojums ātri iznīcina, tāpēc jebkurš atradums uz Marsa, visticamāk, ir "svaigs" - gāze tika izlaista tikai nesen. Izmantojot "krāsni", Vebsters un viņa kolēģi atmosfērā virs Gale krātera atrada vienmērīgu metāna fona līmeni. Pēdējo piecu gadu laikā tas ir bijis aptuveni 0,4 daļas uz miljardu. Un, kaut arī šī summa ir tik tikko nosakāma, astrobiologi par to jau interesējas. Jāatzīmē, ka metāna līmenis svārstās līdz ar Marsa gadalaikiem: saulainā vasarā tā saturs ir trīs reizes lielāks,nekā auksta un tumša ziema.
Vebsteram šis periodiskums, iespējams, ir visaizraujošākais no viņa atklājumiem. Iepriekš uz Marsa tika atrasti tikai pierādījumi par nejaušām, bet ne sezonālām emisijām. “Iedomājieties, ka jūsu automašīna ir nevēlama. Kamēr problēma atkārtojas, jūs nekad nezināt, kas ir nepareizi,”skaidro Vebsters. Viņš un viņa kolēģi spriež, ka metāns var nākt no dziļiem ūdens nesējslāņiem: vasarā tie izkūst, izdalās ūdens un veidojas svaiga gāze. Saskaņā ar citu versiju, šīs vielas ir senas, un tās tika izveidotas pirms miljardiem gadu dažādu ģeoloģisko un bioloģisko procesu laikā. Tad viņi sasalst ledus un iežu matricās un no saules gaismas izceļas tikai atkausējot. Un, visbeidzot, pastāv iespēja, ka Marsa methanogēni planētas zarnās līdz šai dienai dozas,periodiski pamostoties un ražojot raksturīgu gāzi, pēc kuras tos var identificēt.
Citi zinātnieki, kas nepiedalījās pētījumā, neviennozīmīgi novērtē rezultātu nozīmi dzīvības meklējumos uz Marsa. Maikls Mumma, Goddard kosmisko lidojumu centra astrobiologs, saka, ka mērījumi ir kritiski svarīgi, jo tie sniedz tiešus pierādījumus par viņa paša novērojumiem. Iepriekš viņš rakstīja par Marsa metāna emisijām, kuras viņš atklāja ar sauszemes teleskopu palīdzību - lai arī aprindās esošie zinātnieki viņa atklājumu pieņēma ar neticību.
Planetologs Marks Frīss, kurš pārrauga kosmisko putekļu savākšanu Līndona Džonsona kosmosa centrā, skeptiski vērtēja jaunākos zinātkāres atklājumus. Viņš sacīja, ka ar oglekli bagāti meteorīti un kosmiskie putekļi, kas nonāk Marsa atmosfērā, var būt norādītā metāna daudzuma avots. Viņš arī uzsver, ka sezonas periodiskums pilnībā neatbilst Marsa sezonai. "Stingra, uz pierādījumiem balstīta pieeja, kas balstīta uz pieejamajiem pierādījumiem, paredz, ka Marss vienmēr ir bijis un paliek nedzīvs," saka Freese. "Pat pretējas hipotēzes izvirzīšanai nepieciešami pārliecinoši pierādījumi." Drīz šo hipotēzi varēs pārbaudīt pēc ES un Krievijas kopīgās misijas "Exomars Trace Gas Orbiter" datiem. Šis kosmosa kuģis kopš 2016. gada riņķo ap Marsu, un no augšas tas parāda metāna un citu gāzu koncentrācijas.
Vebsters savukārt saka, ka neviens no iespējamiem skaidrojumiem netiek atbalstīts, kamēr nav izdarīti galīgie secinājumi. Pakāpeniski virzoties uz priekšu, ir NASA pieeja Marsa izpētei, Fressinets atzīmē: "Soli pa solim, misija pēc misijas."
Ādams Manns