Радиация могла питать жизнь в коре древнего Марса и устраивать глобальные потепления

Кора Марса могла сотни миллионов лет скрывать жизнь.
Фото NASA/JPL.

Распад радиоактивных элементов мог обеспечивать гипотетических микробов в марсианской коре энергией в течение сотен миллионов лет. Речь идёт о том, что излучение расщепляет воду на кислород и водород, а последний может служить пищей для микроорганизмов. Кроме того, выбросы этого газа в атмосферу во время геологических катаклизмов могли стать причиной масштабных потеплений климата Красной планеты.

Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в журнале Earth and Planetary Science Letters группой во главе с Джесси Тарнасом (Jesse Tarnas) из Брауновского университета в США.

Большинство планетологов сходится во мнении, что в былые времена на Красной планете плескались океаны и били горячие источники. Однако продолжительность таких "влажных" периодов под вопросом. Согласно современным моделям, они могли быть лишь мгновением в геологической истории Марса. Большую часть времени температура там не поднималась выше точки замерзания воды. Поэтому толща коры планеты могла быть более уютным местом обитания, чем её промёрзшая поверхность.

Уместно напомнить, что не меньше половины земной биомассы составляют микробы земной коры. Они не нуждаются ни в кислороде, ни в солнечном свете и получают энергию за счёт химических реакций.

Многие из таких организмов специализируются на потреблении водорода. Источником этого газа является разложение молекул воды под действием естественной радиации. Излучение вызывается распадом содержащихся в земной коре радиоактивных элементов, прежде всего урана.

Мог ли тот же процесс быть характерным для древнего Марса? Этот вопрос и выясняла команда Тарнаса.

Учёные использовали данные приёмника гамма-излучения, установленного на орбитальном аппарате Mars Odyssey. Это позволило им узнать количество радиоактивных изотопов калия и тория в коре Красной планеты. Основываясь на этой информации, они вычислили и содержание в ней урана. Учитывая, что эти элементы распадаются с постоянной и хорошо известной скоростью, нетрудно было вычислить их концентрацию в любую геологическую эпоху. Благодаря этому астрономы оценили поток радиации, расщепляющий молекулы воды.

Следующим шагом было выяснить, сколько влаги могла содержать кора Марса. Примерно оценив её плотность, учёные вычислили, насколько она пористая и сколько воды могло войти в эти поры.

Наконец, встал вопрос, на какой глубине могли бы обитать бактерии. Эта зона не должна залегать слишком близко ни к холодной поверхности, ни к горячему ядру. Авторы выяснили нужную глубину, опираясь на модели внутреннего строения Марса.

Когда учёные суммировали полученные результаты, у них получился всепланетный слой толщиной несколько километров. В период 3,7–4,1 миллиарда лет назад там было достаточно водорода для питания микробов, и эти условия сохранялись в течение сотен миллионов лет.

"В расчётах, основанных на фундаментальной физике и химии, мы показали, что в древнем марсианском подповерхностном слое, вероятно, было достаточно растворённого водорода для питания глобальной подповерхностной биосферы, – заключает Тарнас. – Эта жилая зона была похожа по условиям на те места на Земле, где существует подземная жизнь".

Этот вывод совместим как с "тёплыми", так и с "холодными" моделями климата Красной планеты. Последние подходят даже лучше, потому что ледяной щит не даёт водороду улетучиваться.

"У людей есть представление, что холодный ранний климат Марса был вреден для жизни. Но наш вывод заключается в том, что в холодном климате существовало больше химической энергии для жизни под землёй, – говорит Тарнас. – Мы думаем, что это может изменить восприятие людьми отношений между климатом и (гипотетической – прим. ред.) древней жизнью на Марсе".

Если там когда-то были благоприятные условия для жизни, возможно, она теплится там до сих пор, или, по крайней мере, оставила после себя окаменелости? Этот вопрос предстоит выяснить в будущих марсианских экспедициях.

Интересно, что для этого даже не придётся бурить на большую глубину. Куски породы порой выбиваются на поверхность ударами метеоритов. И среди площадок, которые претендуют на почётное звание посадочной для миссии Mars 2020, как минимум две имеют подобные геологические образования.

Специалисты пришли и к другому любопытному выводу. Падение крупных астероидов или масштабные вулканические извержения могли высвобождать накопленный в коре планеты водород. Такое событие вызвало бы кратковременное (в геологических масштабах) потепление климата, так что средняя температура на Марсе поднялась бы выше нуля по Цельсию.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о подлёдном озере на Красной планете, а также о поиске там органики и "газов жизни".

Сегодня