Древнейшие строматолиты Земли и поиск жизни на Марсе

Самые ранние морфологические следы жизни на Земле часто вызывают споры, поскольку небиологические процессы могут создавать похожие структуры, а сами окаменелости подвергались сильным изменениям и метаморфизму.

Строматолиты — слоистые органогенно-осадочные структуры, отражающие сложное взаимодействие микробных сообществ и окружающей среды, — долгое время считались ключевыми макроископическими свидетельствами жизни в древних породах. Однако их биологическое происхождение часто ставилось под сомнение.

В статье, опубликованной в журнале Geology, с помощью ряда современных 2D и 3D аналитических методов установлено биологическое происхождение древнейших строматолитов Земли из формации Дрессер возрастом 3,48 млрд лет (Пилбара, Западная Австралия).

Несмотря на сильный диагенез, выветривание и отсутствие органического материала, команда под руководством доктора Кейрона Хикмана-Льюиса из Музея естественной истории в Лондоне использовала оптическую и электронную микроскопию, элементную геохимию, рамановскую спектроскопию, а также лабораторную и синхротронную томографию. Эти методы выявили множество характеристик, указывающих на биологическое происхождение.

Помимо лабораторной томографии 3D-макроструктуры, команда впервые получила изображения микроструктур докембрийских строматолитов с субмикронным разрешением. Это было достигнуто с помощью фазово-контрастной визуализации на синхротронной линии SYRMEP (Elettra, Триест, Италия). Метод позволил идентифицировать:

• Неоднородную морфологию слоев.
• Пустоты, образовавшиеся в результате дегазации разлагающегося органического материала.
• Вертикальные столбчатые структуры, интерпретированные как «микробный частокол» — распространенный индикатор фототрофного роста.

Строматолиты формации Дрессер в основном замещены гематитом (оксидом железа, Fe₂O₃) из-за недавнего выветривания. Хотя это делает органический геохимический анализ невозможным, такой состав крайне важен для поиска жизни на Марсе.

Осадочные породы на поверхности Марса подверглись аналогичному повсеместному окислению и также в основном состоят из оксидов железа в верхних слоях. Таким образом, строматолиты формации Дрессер могут служить уникальным аналогом, демонстрирующим возможный стиль сохранения биосигнатур на Марсе.

Поскольку марсоход Perseverance миссии «Марс-2020» продолжает исследование кратера Езеро, следует искать морфологические проявления жизни, похожие на те, что обнаружены в формации Дрессер, и готовиться к комплексному многотехникному анализу, когда образцы с Марса будут доставлены на Землю.