В то время как такие марсоходы, как Curiosity и Perseverance, прочесывают поверхность в поисках следов древней жизни, новые данные показывают, что нам, возможно, придется копать гораздо глубже, чтобы найти их. Любые следы аминокислот, оставшиеся с тех времен, когда Марс мог быть пригоден для жизни, скорее всего, погребены под землей на глубине не менее 2 метров.
Это потому, что Марс, с его отсутствием магнитного поля и хрупкой атмосферой, подвергается гораздо большей дозе космического излучения на своей поверхности, чем Земля. Мы знаем это, и мы знаем, что космическая радиация разрушает аминокислоты.
Теперь, благодаря экспериментальным данным, мы также знаем, что этот процесс происходит в очень короткие сроки, говоря геологическим языком.
"Наши результаты показывают, что аминокислоты разрушаются космическими лучами в марсианских поверхностных породах и реголите гораздо быстрее, чем считалось ранее", - говорит физик Александр Павлов из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
"Нынешние марсоходы бурят на глубину около 5 сантиметров. На такой глубине для полного разрушения аминокислот потребуется всего 20 миллионов лет. Добавление перхлоратов и воды еще больше увеличивает скорость разрушения аминокислот".
Космическая радиация на самом деле представляет собой огромную проблему для освоения Марса. В среднем человек на Земле получает около 0,33 миллизиверта космической радиации в год. На Марсе это годовое облучение может составить более 250 миллизивертов.
Это высокоэнергетическое излучение, исходящее от солнечных вспышек и энергетических событий, таких как сверхновые, может проникать в горные породы, ионизируя и разрушая любые органические молекулы, с которыми оно сталкивается.
Предполагается, что когда-то на Марсе было глобальное магнитное поле и гораздо более плотная атмосфера, как на Земле. Есть также свидетельства - много свидетельств - того, что на марсианской поверхности когда-то была жидкая вода в виде океанов, рек и озер.
Такое сочетание характеристик позволяет предположить, что в прошлом Марс мог быть пригодным для жизни (возможно, неоднократно).
Одним из признаков, который может указывать на обитаемость Марса, является наличие аминокислот. Эти органические соединения - не биосигнатуры, а одни из самых основных строительных блоков жизни.
Аминокислоты образуют белки и были обнаружены в космических камнях, таких как астероид Рюгу и атмосфера кометы 67P. Таким образом, они не являются окончательным признаком жизни, но их обнаружение на Марсе стало бы еще одной уликой, указывающей на то, что когда-то там могла зародиться жизнь.
Павлов и его команда хотели лучше понять вероятность обнаружения доказательств существования аминокислот на марсианской поверхности, поэтому они разработали эксперимент для проверки стойкости этих соединений.
Они смешали аминокислоты с минеральными смесями, созданными для имитации марсианского грунта, состоящими из кремнезема, гидратированного кремнезема или кремнезема и перхлоратов (солей), и запечатали их в пробирки, имитирующие марсианскую атмосферу, при различных марсианских температурах.
Затем команда облучила образцы ионизирующим гамма-излучением, чтобы имитировать дозу космической радиации, ожидаемую на поверхности Марса в течение примерно 80 миллионов лет. В предыдущих экспериментах облучались только аминокислоты, без имитации почвы. Это могло дать неточную оценку продолжительности жизни аминокислот.
"Наша работа - первое комплексное исследование, в котором разрушение (радиолиз) широкого спектра аминокислот изучалось при различных факторах, имеющих отношение к Марсу (температура, содержание воды, количество перхлората), и сравнивались скорости радиолиза", - говорит Павлов.
"Оказалось, что добавление силикатов и особенно силикатов с перхлоратами значительно увеличивает скорость разрушения аминокислот".
Это означает, что любые аминокислоты на марсианской поверхности ранее, чем около 100 миллионов лет назад, вероятно, давно исчезли, превратившись в ничто.
Учитывая, что поверхность Марса не была пригодна для жизни в нашем понимании гораздо дольше - миллиарды лет, а не миллионы - те несколько сантиметров, на которые Curiosity и Perseverance могут опуститься, вряд ли позволят найти аминокислоты.
Оба марсохода нашли на Марсе органический материал, но поскольку молекулы могли быть получены в результате небиологических процессов, их нельзя рассматривать как доказательство существования жизни. Кроме того, исследования команды показывают, что эти молекулы могли быть значительно изменены с момента их образования под воздействием ионизирующего излучения.
Есть и другие свидетельства того, что группа исследователей может что-то угадать. Время от времени материал из-под марсианской поверхности действительно попадает на Землю. В нем даже были обнаружены аминокислоты.
"Мы обнаружили несколько прямоцепочечных аминокислот в антарктическом марсианском метеорите RBT 04262 в аналитической лаборатории астробиологии в Годдарде, которые, как мы полагаем, произошли на Марсе (а не были загрязнены земной биологией), хотя механизм образования этих аминокислот в RBT 04262 остается неясным", - говорит астробиолог Дэнни Главин из НАСА Годдард.
"Поскольку метеориты с Марса обычно выбрасываются с глубины не менее 3,3 футов (1 метра) и более, возможно, что аминокислоты в RBT 04262 были защищены от космической радиации".
Однако, чтобы узнать больше, нам, возможно, придется подождать, пока у нас не появятся более мощные инструменты для раскопок на Марсе.
Исследование было опубликовано в журнале Astrobiology.
