Космічні промені можуть ускладнити пошуки життя на Марсі

На Марсі деякі з найвірогідніших місць для пошуку слідів стародавнього життя також можуть бути найменш імовірними для збереження цих слідів.

Це результат нещодавнього дослідження, яке моделювало вплив космічних променів на важливі будівельні блоки життя, які називаються «ліпідами», які б’ють поверхню Марса. Коротше кажучи, оголений матеріал, здавалося, дуже швидко руйнувався під бомбардуванням випромінюванням з космосу — і навіть швидше, коли до осаду була змішана сіль, що має місце в багатьох місцях, які ми вважаємо найбільш ймовірно древніми. місця проживання на Марсі.

«Ми віддаємо перевагу середовищам, багатим сіллю, але вони можуть бути одними з найшкідливіших під дією радіації», — сказала Space.com астробіолог Джорджтаунського університету Анаіс Руссель.

Стирання доказів минулого життя

«Це велике обмеження, яке ми маємо в астробіології, і чим більше ми знаємо, тим краще», — каже Руссель.

Дослідження Руссел та її колег показують, що це вагома причина для занепокоєння — особливо в місцях на Марсі, які, швидше за все, залишалися придатними для життя, оскільки планета стала прохолоднішою та сухою близько 4 мільярдів років тому.

Зокрема, дослідники зосередилися на гопанах і стеранах, викопних формах хімічних речовин, які називаються гопанолами та стеринами. Гопаноли є важливими частинами клітинних мембран бактерій, тоді як стероли є частиною клітинних мембран еукаріотів (організмів, клітини яких мають ядра; наприклад, люди)). Тут, на Землі, ці два ліпіди представляють одні з найбільш стійких хімічних слідів життя; за відповідних умов вони можуть виживати в скелях або ґрунті мільярди років. Крім того, живі клітини є єдиним відомим джерелом цих хімікатів, тому, якщо вони з’являться, це, швидше за все, є явним доказом життя з хімією, подібною до життя на Землі.

Однак тут, на Землі, більшість скель і ґрунту не зазнають постійних ударів космічними променями завдяки захисту нашої атмосфери та магнітного поля. На Марсі це не так. Він втратив ці щити приблизно 4 мільярди років тому. Таким чином, коли Руссель та її колеги бомбардували її зразки ліпідів гамма-променями, щоб імітувати вплив космічних променів на Марс, приблизно половина ліпідів у її зразку розпалася на невпізнану суміш менших молекул, що еквівалентно приблизно 3 мільйонам років впливу. на поверхні Марса.

Для контексту: деякі скелі в кратері Гейл, де знаходиться марсохід Curiosity, піддавалися впливу космічних променів на поверхні Марса протягом приблизно 80 мільйонів років.

«Три мільйони років — це дуже, дуже короткий проміжок часу, щоб позбутися таких хороших діагностичних біосигнатур», — каже Руссель.

Зразки ліпідів команди розкладалися приблизно вдвічі швидше, ніж інша важлива хімічна речовина, яку попередні дослідження перевіряли в подібних експериментах: амінокислоти, хімічні речовини, з яких складаються білки, які в буквальному сенсі є будівельними блоками життя. Руссель припускає, що це може бути тому, що ліпіди є набагато більшими молекулами, і їх форми дуже відрізняються від амінокислот, що означає, що вони мають більшу площу поверхні, доступну для впливу вхідного випромінювання.

І, знову ж таки, радіаційне опромінення не є великою проблемою на Землі, але на Марсі воно може бути серйозним.

«Ми дійсно повинні пам’ятати про всі ці параметри, коли ми відправляємося на Марс, і намагатися уникати визначення лише одного ідеального місця, однієї ідеальної біосигнатури або однієї ідеальної цілі», — говорить Руссель.

Більшість місць, які астробіологи вважають найбільш ймовірними доказами стародавнього марсіанського життя, просто дуже солоні.

Коли атмосфера Марса розріджувалася, а його поверхня ставала холоднішою, прісна вода або замерзала на холоді, або википала під низьким тиском повітря (залежно від місця розташування). Солоні потоки й озера були б одними з останніх залишків рідини, оскільки солоній воді потрібна більш низька температура, щоб замерзнути; сіль також робить воду трохи складнішою для кип’ятіння, тому, коли тиск повітря впав, вміст солі повинен був утримати воду від зникнення у клубі пари.

Коли справа доходить до збереження хімічних слідів того, що колись жило в цих солоних ставках, сіль приносить більше шкоди, ніж користі.

«На даний момент ми не знаємо, що конкретно в самій соляній структурі може створити щось, що ще більше погіршить органічні речовини», — говорить Руссель. Це питання, над яким вчені все ще працюють. Радіація може спричинити утворення хлоридів або натрію в солях хімічних речовин, які реагують з органічними молекулами (наприклад, ліпідами), розщеплюючи їх на більш дрібні частини. З іншого боку, якщо є навіть мікроскопічні залишки води, які все ще чіпляються за солі, це може утворювати хімічні речовини, які називаються окислювачами, які також дуже швидко розщеплюють органічні молекули.

Надія вічна, навіть якщо джерела солоні

Висновки звучать невтішно, але Руссель каже, що вони насправді зробили її більш оптимістичною, ніж будь-коли, щодо перспектив життя на Марсі.

«Можливо, якщо ми поки що не знайшли нічого переконливого, це не означає, що на Марсі ніколи не було життя, а те, що ми просто шукаємо не те місце або що нам потрібно піти глибше».

У 2029 році Rover Європейського космічного агентства «Розалінда Франклін» матиме шанс зробити саме це. Марсоходи NASA Curiosity та Perseverance можуть бурити лише близько 5 сантиметрів (близько 2 дюймів) у землю — це недостатньо глибоко, щоб дістатися до каміння чи осаду, захищеного від космічного випромінювання. Але свердло Розалінд Франклін досягне приблизно 2 метрів (78 дюймів), що достатньо, щоб уникнути більшості, але не всіх, радіаційних впливів.

«Моєю мрією було б побачити місію, яка прямуватиме до марсіанської печери або марсіанської лавової труби, тому що одна з цих печер може бути повністю незайманою від радіації», — каже Руссель. «Це було б надзвичайно складно з інженерної точки зору, але я думаю, що якщо ви зможете піти, це породить надію». Дослідження було опубліковано 13 листопада в журналі Astrobiology.