Марсоход Curiosity уже несколько лет находит в породах кратера Гейл органические молекулы — в том числе длинноцепочечные алканы, похожие на компоненты земных биологических веществ. Однако их концентрации крайне малы — всего десятки частей на миллиард. Новое исследование показывает, что эти значения могут отражать не реальное прошлое Марса, а лишь то, что уцелело после миллионов лет разрушения.
Речь идёт о глинистых породах, сформировавшихся на дне древнего озера. Именно такие отложения на Земле лучше всего сохраняют следы жизни. В образцах, проанализированных прибором SAM, были найдены молекулы с углеродными цепочками из 10–12 атомов — типичный диапазон для биологических липидов и жирных кислот.
По мнению авторов работы, современные измерения показывают лишь остатки гораздо более богатой органической среды. После того как эти породы оказались на поверхности, они на протяжении десятков миллионов лет подвергались воздействию космического излучения, которое постепенно разрушало сложные молекулы.
Чтобы понять, сколько органики могло быть изначально, учёные сначала восстановили, как давно породы были обнажены. Для этого они измерили накопление редких изотопов, возникающих под действием космических лучей. Эти данные показали, что слой находится на поверхности около 80 миллионов лет и был вскрыт относительно быстро, а не постепенно.
Далее исследователи оценили, какую дозу радиации породы получили за это время. По данным о марсианской радиационной обстановке, она составила примерно 4–6 мегагрей — это огромная величина, достаточная для разрушения большинства органических соединений. Затем использовались лабораторные эксперименты, показывающие, с какой скоростью такие молекулы распадаются в минералах.
В результате расчёты показали, что первоначальное содержание органики могло составлять от сотен до нескольких тысяч частей на миллион — в тысячи раз больше, чем видно сегодня. Причём это минимальная оценка: прибор Curiosity видит лишь часть молекул, а присутствие солей-перхлоратов дополнительно ускоряет их разрушение.
Авторы отдельно проверили, могли ли такие количества возникнуть без участия жизни. Поток космической пыли, метеоритов и атмосферный химический синтез способны дать не более десятых долей ppm — на порядки меньше полученных значений. Кроме того, минералогический анализ не выявил следов высокотемпературных процессов, которые могли бы синтезировать органику в недрах.
Поэтому учёные считают, что наиболее согласованным объяснением остаётся биологический сценарий — существование древней микробной экосистемы в марсианских озёрах. Похожие уровни органики встречаются в самых древних осадочных породах Земли. Дополнительную поддержку этой версии дают находки миссии Perseverance в кратере Езеро.
Авторы подчёркивают, что обнаруженные молекулы сами по себе не доказывают наличие жизни. Однако расчёты показывают: если на Марсе и были биомаркеры, то большая их часть уже уничтожена радиацией. В дальнейшем учёные планируют воспроизводить эти процессы в лаборатории, чтобы точнее отличать возможные следы древней биологии от продуктов небиологической химии.