Поиск жизни на Марсе в снегу и льду

Поверхность Марса крайне холодна, облучаема и иссушена. Однако когда-то планета была значительно теплее и влажнее, с текущей водой, озёрами и даже океаном, покрывавшим большую часть её северного полушария. Учёные предполагают, что жизнь могла возникнуть на Марсе миллиарды лет назад и, возможно, сохранилась до сих пор. Поиск свидетельств прошлой (и, возможно, настоящей) жизни продолжается с миссий Viking 1 и 2 в 1976 году.

В новой статье исследователи предложили искать фотосинтезирующие бактерии, встроенные в снег и лёд в средних широтах Марса. Используя «радиационно-обитаемые зоны» на Земле в качестве шаблона, они утверждают, что фотосинтетически активные бактерии могли бы выживать в открытых участках льда.

Исследование возглавил доктор Адитья Кхуллер из JPL NASA и UW-PSC. К работе присоединились коллеги из UW Applied Physics Laboratory, SESE-ASU и InstAAR UC Boulder. Результаты были представлены на 56-й Lunar Planetary Science Conference (2025 LPSC).

На Марсе, с его разреженной атмосферой (<1% от земной) и отсутствием озонового слоя, до поверхности доходит примерно на 30% больше повреждающего УФ-излучения. Однако численное моделирование предсказывает, что лёд и снег вблизи экватора могут таять ниже поверхности. Наличие этой жидкой воды может сделать эти подповерхностные среды наиболее доступными местами для будущих астробиологических миссий.

Команда разработала модель переноса излучения (RTM) на основе метода Дельта-Эддингтона для моделирования вертикально-слоистой структуры снега, льда и марсианской пыли. В качестве аналога использовался ледниковый лёд Гренландии.

Результаты моделирования:

• Солнечная радиация может достигать максимальной глубины около 6,5 метров в чистом льду.
• Биологически опасный УФ проникает примерно на 3 метра в чистом фирне.
• Проникновение фотосинтетически активной радиации (PAR) значительно варьируется в зависимости от количества пыли во льду:
  • Лёд с 0,01% пыли: PAR — до 25 см, УФ — до 7 см.
  • Лёд с 0,1% пыли: PAR — до 5 см, УФ — до 1,5 см.

Таким образом, на Марсе могут существовать радиационно-обитаемые зоны в открытых участках льда средних широт на глубинах от нескольких сантиметров (пыльный лёд) до нескольких метров (чистый лёд).

На Земле микробам для деления клеток нужна температура выше -18°C. Численные модели предполагают, что небольшие количества талой воды и сток могут происходить в открытых участках снежного покрова средних широт Марса прямо под поверхностью.

«При аналогичных кратковременных условиях, близких к точке замерзания, широко распространённые микробные местообитания, содержащие цианобактерии, хлорофиты, грибы, диатомеи и гетеротрофные бактерии, обнаруживаются в мелкой подповерхностной зоне (первые сантиметры-метры) ледяных щитов, ледников и озёрного льда, содержащих пыль и осадки, на Земле».

Если лёд и снег в экваториальных регионах Марса испытывают сезонное таяние, микробы, подобные цианобактериям, могли бы использовать эту воду с питательными веществами из марсианской пыли для фотосинтеза. Такие местообитания стали бы наиболее доступными целями для поиска свидетельств жизни на Марсе.