На древнем Марсе были подходящие условия для подземной жизни, новое исследование предполагает

Новое исследование показывает доказательства того, что древний Марс, вероятно, имел достаточный запас химической энергии для микробов, чтобы процветать под землей..

«Мы показали, на основе основных физических и химических расчетов, что в древних марсианских недрах, вероятно, было достаточно растворенного водорода, чтобы питать глобальную подповерхностную биосферу.,» сказал Джесси Тарнас, аспирант Университета Брауна и ведущий автор исследования, опубликованного в Письма о Земле и планетологии. «Условия в этой обитаемой зоне были бы аналогичны местам на Земле, где существует подземная жизнь».

На Земле обитают так называемые подповерхностные литотрофные микробные экосистемы — сокращенно SliME.. Недостаток энергии солнечного света, эти подземные микробы часто получают энергию, отрывая электроны от молекул в окружающей среде.. Растворенный молекулярный водород является отличным донором электронов и, как известно, является топливом для SLiME на Земле..

Новое исследование показывает, что радиолиз, процесс, посредством которого радиация разбивает молекулы воды на составляющие их части — водород и кислород., создало бы много водорода в недрах древней Марса. По оценкам исследователей, концентрация водорода в коре вокруг 4 миллиардов лет назад была бы в диапазоне концентраций, которые поддерживают сегодня на Земле большое количество микробов..

Полученные результаты не означают, что жизнь определенно существовала на древнем Марсе., но они предполагают, что если бы жизнь действительно началась, в недрах Марса были ключевые ингредиенты, поддерживавшие его существование на протяжении сотен миллионов лет.. Эта работа также имеет значение для будущего исследования Марса., предполагая, что области, где обнажена древняя недра, могут быть хорошими местами для поиска доказательств прошлой жизни..

Уходя под землю

С момента открытия несколько десятилетий назад древних речных каналов и озер на Марсе., Ученые были обеспокоены возможностью того, что на Красной планете когда-то могла быть жизнь.. Но хотя свидетельства прошлой активности воды безошибочны, неясно, сколько воды в истории Марса на самом деле вытекло. Современные климатические модели раннего Марса дают температуры, которые редко поднимаются выше нуля., что предполагает, что ранние влажные периоды на планете, возможно, были мимолетными событиями.. Это не лучший сценарий для поддержания жизни на поверхности в долгосрочной перспективе., и некоторые ученые считают, что недра могут быть лучшим выбором для прошлой марсианской жизни..

«Тогда возникает вопрос: Какова была природа этой подземной жизни?, если бы оно существовало, и откуда он взял свою энергию?- сказал Джек Мастард, профессор кафедры Земли Брауна, Науки об окружающей среде и планетах и ​​соавтор исследования. «Мы знаем, что радиолиз помогает обеспечить энергией подземные микробы на Земле., поэтому Джесси здесь занимался историей о радиолизе на Марсе».

Исследователи изучили данные гамма-спектрометра, который находится на борту космического корабля НАСА Mars Odyssey.. Они составили карту содержания радиоактивных элементов тория и калия в марсианской коре.. На основе этого изобилия, они могли бы сделать вывод о наличии третьего радиоактивного элемента, уран. Распад этих трех элементов приводит к излучению, которое вызывает радиолитический распад воды.. И поскольку элементы распадаются с постоянной скоростью, исследователи могли бы использовать современную численность для расчета численности 4 миллиард лет назад. Это дало команде представление о потоке радиации, который мог бы вызвать радиолиз..

Следующим шагом было оценить, сколько воды было бы доступно для уничтожения этой радиации.. Геологические данные свидетельствуют о том, что в пористых породах древней марсианской коры должно было быть много грунтовых вод.. Исследователи использовали измерения плотности марсианской коры, чтобы примерно оценить, сколько порового пространства было бы доступно для заполнения водой..

в заключение, команда использовала геотермальные и климатические модели, чтобы определить, где была бы золотая середина для потенциальной жизни.. Не может быть так холодно, чтобы вся вода замерзла, но его также нельзя пережарить под воздействием тепла расплавленного ядра планеты..

Объединение этих анализов, Исследователи пришли к выводу, что на Марсе, вероятно, существовала глобальная подземная обитаемая зона толщиной в несколько километров.. В этой зоне, производство водорода посредством радиолиза позволило бы генерировать более чем достаточно химической энергии для поддержания микробной жизни., на основе того, что известно о таких сообществах на Земле. И эта зона сохранялась бы в течение сотен миллионов лет., исследователи заключают.

Результаты подтвердились даже тогда, когда исследователи смоделировали множество различных климатических сценариев, некоторые из которых были более теплыми., другие на более холодной стороне. что интересно, Слуга говорит, количество подземного водорода, доступного для производства энергии, фактически возрастает в сценариях чрезвычайно холодного климата.. Это потому, что более толстый слой льда над обитаемой зоной служит крышкой, которая предотвращает выход водорода из недр..

«У людей есть представление, что холодный климат ранней Марса вреден для жизни., но мы показываем, что под землей в холодном климате на самом деле больше химической энергии для жизни.,Слуга сказал. «Мы думаем, что это может изменить восприятие людьми связи между климатом и прошлой жизнью на Марсе».

Последствия разведки

Тарнас и Мастард говорят, что полученные результаты могут быть полезны при обдумывании того, куда отправить космический корабль в поисках признаков прошлой марсианской жизни..

«Один из самых интересных вариантов исследования — изучение блоков мегабрекчии — кусков породы, которые были выкопаны из-под земли в результате ударов метеорита.,Слуга сказал. «Многие из них пришли бы из глубины этой обитаемой зоны, и сейчас они просто сидят, часто относительно неизмененный, на поверхности."

Горчица, который принимал активное участие в выборе места посадки НАСА на Марс. 2020 вездеход, говорит, что эти виды блоков брекчии присутствуют как минимум на двух объектах, которые НАСА рассматривает.: Северо-восточный Большой Сиртис и Мидуэй.

«Миссия 2020 марсоход должен искать признаки прошлой жизни,- сказал Горчица. «Области, где могут находиться остатки этой подземной обитаемой зоны, которая, возможно, была самой большой обитаемой зоной на планете, кажутся хорошим местом для нацеливания».

Другими соавторами статьи были Барбара Шервуд Лоллар., Майк Брамбл, Кевин Кэннон, Эшли Палумбо и Ана-Каталина Плеса. Исследование было поддержано Программой анализа марсианских данных. (МДАП) (грант 522723), Совет естественных наук и инженерных исследований Канады (грант 494812) и стипендия выпускника Университета Брауна.

Источник:

HTTPS://news.brown.edu