Объемы органики на древнем Марсе могли в тысячи раз превышать современные показатели

На протяжении нескольких лет марсоход Curiosity обнаруживает в геологических пластах кратера Гейл органические соединения, включая длинноцепочечные алканы, структурно близкие к компонентам земной биосферы. Тем не менее, зафиксированные концентрации чрезвычайно малы и измеряются лишь десятками миллиардных долей. Свежее исследование указывает на то, что эти показатели не отражают исходную картину древнего Марса, а являются лишь уцелевшими фрагментами, сохранившимися после миллионов лет деструкции.

Объектом изучения стали глинистые отложения, сформировавшиеся на дне реликтового озера. На нашей планете подобные формации считаются наиболее надежными «архивами» для сохранения следов жизни. В образцах, проанализированных инструментальным комплексом SAM, были выявлены молекулы с углеродными цепочками из 10–12 атомов — это характерный диапазон для липидов и жирных кислот, присущих живым организмам.

По мнению авторов работы, современные измерения фиксируют лишь остатки некогда насыщенной органической среды. После того как эти породы оказались вблизи поверхности, они в течение десятков миллионов лет подвергались интенсивной бомбардировке космическим излучением, которое планомерно разрушало сложные химические структуры.

Чтобы реконструировать первоначальный объем органики, ученые определили время экспозиции горных пород. Путем измерения концентрации редких изотопов, возникающих под воздействием радиации, удалось установить, что исследуемый слой находится в приповерхностной зоне около 80 миллионов лет, причем его обнажение произошло достаточно стремительно, а не в результате постепенной эрозии.

На следующем этапе исследователи рассчитали суммарную дозу радиации, полученную породой за этот период. Учитывая специфику марсианской среды, она составила порядка 4–6 мегагрей — это колоссальное значение, способное дестабилизировать большинство органических связей. Полученные данные были сопоставлены с результатами лабораторных симуляций, демонстрирующих скорость распада молекул внутри минеральной матрицы.

Итоговые расчеты показали, что исходная концентрация органики могла достигать сотен и даже тысяч миллионных долей (ppm), что в тысячи раз превышает наблюдаемые сегодня значения. Примечательно, что это консервативная оценка: детекторы Curiosity фиксируют лишь часть соединений, а присутствие солей-перхлоратов в почве дополнительно ускоряет их деградацию.

Ученые также проверили вероятность абиогенного происхождения такого количества вещества. Поток космической пыли, метеоритное вещество и атмосферный химический синтез способны обеспечить присутствие органики лишь на уровне долей ppm, что на порядки ниже расчетных цифр. Кроме того, минералогический анализ не выявил следов высокотемпературных процессов, необходимых для эндогенного синтеза сложных молекул в недрах планеты.

В связи с этим исследователи полагают, что наиболее логичным объяснением остается биологический сценарий — существование в марсианских водоемах древней микробной экосистемы. Сходные уровни органического вещества фиксируются в древнейших осадочных пластах Земли. Эту гипотезу косвенно подтверждают и находки миссии Perseverance в кратере Езеро.

Авторы подчеркивают, что сами по себе обнаруженные молекулы еще не являются прямым доказательством существования жизни. Однако моделирование подтверждает: если на Марсе и присутствовали биомаркеры, их основная часть была уничтожена жестким излучением. В дальнейшем ученые планируют продолжить лабораторные эксперименты, чтобы научиться точнее дифференцировать возможные следы древней биологии от продуктов неорганической химии.

Источник: iXBT