Может ли жизнь существовать под марсианским льдом? Исследование предлагает возможности
Хотя прямых доказательств жизни на Марсе никогда не находили, новое исследование NASA предполагает, что микробы могли бы найти потенциальную среду обитания под замерзшей водой на поверхности планеты.
С помощью компьютерного моделирования авторы исследования показали, что количество солнечного света, способного проникнуть сквозь водяной лед, было бы достаточным для фотосинтеза в мелких водоемах из талой воды под поверхностью этого льда. Подобные водоемы, образующиеся во льду на Земле, кишат жизнью, включая водоросли, грибы и микроскопические цианобактерии, которые получают энергию за счет фотосинтеза.
«Если мы пытаемся найти жизнь где-либо во Вселенной сегодня, обнажения марсианского льда, вероятно, — одно из самых доступных мест, где нам следует искать», — заявил ведущий автор статьи Адитья Хуллер из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.
На Марсе есть два вида льда: замерзшая вода и замерзший углекислый газ. В своей статье, опубликованной в Communications Earth & Environment, Хуллер и коллеги рассмотрели водяной лед, большие объемы которого образовались из снега, смешанного с пылью, выпадавшего на поверхность во время серии марсианских ледниковых периодов за последний миллион лет. Этот древний снег с тех пор превратился в лед, всё ещё усеянный частицами пыли.
Хотя частицы пыли могут задерживать свет в более глубоких слоях льда, они являются ключом к объяснению того, как подповерхностные водоемы с водой могут образовываться внутри льда под воздействием солнца: темная пыль поглощает больше солнечного света, чем окружающий лед, что потенциально может вызывать нагрев и таяние льда на глубину до нескольких футов ниже поверхности.
Ученые, изучающие Марс, расходятся во мнениях о том, может ли лед на самом деле таять при воздействии марсианской поверхности. Это связано с тонкой, сухой атмосферой планеты, где, как полагают, водяной лед сублимирует — превращается непосредственно в газ — подобно сухому льду на Земле. Однако атмосферные эффекты, затрудняющие таяние на поверхности Марса, не будут действовать под поверхностью пыльного снежного покрова или ледника.
Процветающие микрокосмы
На Земле пыль внутри льда может создавать так называемые криоконитовые лунки — небольшие полости, которые образуются во льду, когда частицы принесенной ветром пыли (называемой криоконитом) оседают там, поглощают солнечный свет и с каждым летом протаивают глубже в лед. В конце концов, когда эти частицы пыли удаляются от солнечных лучей, они перестают погружаться, но всё ещё генерируют достаточно тепла, чтобы создать вокруг себя карман талой воды. Эти карманы могут питать процветающую экосистему для простых форм жизни.
«Это обычное явление на Земле», — сказал соавтор Фил Кристенсен из Университета штата Аризона в Темпе, говоря о таянии льда изнутри. «Плотный снег и лед могут таять изнутри наружу, пропуская солнечный свет, который нагревает его, как теплица, а не таять сверху вниз».
Кристенсен изучает лед на Марсе десятилетиями. Он руководит работой тепловизора THEMIS (Thermal Emission Imaging System) на борту орбитального аппарата NASA «Марс Одиссей» (2001). В предыдущих исследованиях Кристенсен и Гэри Клоу из Университета Колорадо в Боулдере с помощью моделирования показали, как жидкая вода может образовываться внутри пыльного снежного покрова на Красной планете. Эта работа, в свою очередь, легла в основу новой статьи, посвященной вопросу о возможности фотосинтеза на Марсе.
В 2021 году Кристенсен и Хуллер совместно опубликовали статью об обнаружении пыльного водяного льда, обнаженного в оврагах на Марсе, предположив, что многие марсианские овраги образуются в результате эрозии, вызванной таянием льда с образованием жидкой воды.
Эта новая статья предполагает, что пыльный лед пропускает достаточно света для фотосинтеза на глубине до 9 футов (3 метров) ниже поверхности. В этом сценарии верхние слои льда предотвращают испарение мелких подповерхностных водоемов, а также обеспечивают защиту от вредного излучения. Это важно, потому что, в отличие от Земли, у Марса нет защитного магнитного поля, которое бы защищало его как от солнца, так и от радиоактивных частиц космических лучей, проносящихся в космосе.
Авторы исследования утверждают, что водяной лед, который с наибольшей вероятностью может образовывать подповерхностные водоемы, существует в тропиках Марса, между 30 и 60 градусами широты, как в северном, так и в южном полушариях.
Хуллер далее надеется воссоздать часть марсианского пыльного льда в лаборатории, чтобы изучить его вблизи. Тем временем он и другие ученые начинают намечать наиболее вероятные места на Марсе для поиска мелкой талой воды — места, которые могут стать научными целями для возможных пилотируемых и роботизированных миссий в будущем.