Тестирование нового спектроскопического метода на земных породах: подготовка к анализу марсианских образцов для обеспечения биологической безопасности

В течение предстоящих десяти лет запланировано, что космические агентства предоставят на Землю образцы пород с Марса для тщательного изучения. Основной целью этого станет проверка на присутствие следов жизни, что в перспективе может привести к непредсказуемым последствиям для биосферы нашей планеты.

Исследователи из университета Токио и NASA впервые продемонстрировали надёжный метод выявления микроорганизмов в древних породах, сравнимых с теми, что предполагается доставить с Красной планеты.

Несмотря на то, что сюжеты научно-фантастических фильмов, где учёные приносят на Землю «нечто» из космоса, которое ведёт к катастрофе, кажутся преувеличенными, угроза биологического загрязнения Земли внеземными микроорганизмами давно считается серьёзной. Ещё во времена программы «Аполлон» астронавты, вернувшись с Луны, подвергались процедурам дезинфекции и карантина. Сегодня внимание сосредоточено на Марсе, и в разработке находятся несколько миссий по сбору образцов.

Для уменьшения потенциальных рисков, Комитет по космическим исследованиям (COSPAR) представил «рамочную схему оценки безопасности образцов» — свод правил для сбора, перевозки и анализа марсианских пород. Основной компонент этой системы — возможность точно определить наличие или отсутствие жизни в образцах.

Группа исследователей под руководством доцента Ёхэя Сузуки из Токийского университета изучила древние земные базальтовые породы возрастом 100 млн лет, насыщенные микроорганизмами. Эти образцы являются аналогами марсианских пород, которые могут быть доставлены на нашу планету в ближайшем будущем.

«Стандартные аналитические методы не смогли выявить микробные клетки в базальте. Нам необходимо было найти более чувствительный метод, желательно неразрушающий, учитывая ценность будущих образцов», — объяснил Сузуки. Решением стала оптическая фототермальная инфракрасная (O-PTIR) спектроскопия. Метод базируется на воздействии инфракрасного излучения на подготовленные срезы пород (внешние слои снимаются, однако основная часть сохраняется для иных исследований). Зелёный лазер фиксирует сигналы от зон, подвергшихся излучению, что позволяет создавать изображения структур размером до 0,5 микрометра — этого достаточно, чтобы отличить биологические объекты от неорганических.

«Мы продемонстрировали, что метод работает на породах возрастом 100 миллионов лет, теперь нужно распространить его применение на базальты возрастом около 2 миллиардов лет, схожие с теми, что собрал марсоход Perseverance», — подчеркнул Сузуки. Учёные также должны протестировать метод на карбонатных породах, которые часто встречаются на Марсе и часто содержат следы жизни на Земле.

Исследование сочетает осторожность и инновации: как и с лунными образцами, часть материала сохраняется для будущих экспериментов, которые могут воспользоваться ещё не изобретёнными технологиями.

«Возможно, в скором времени мы сможем ответить на один из важнейших вопросов человечества», — заключил Сузуки. Следующим шагом станет интеграция O-PTIR в протоколы COSPAR, чтобы на момент доставки марсианских пород на Землю учёные были полностью готовы к их безопасному и эффективному изучению.

Источник: iXBT