На Марсе нашли органические молекулы: ученые находятся в шаге от доказательства инопланетной жизни1
Mirror: Марсоход NASA нашел возможные доказательства существования инопланетян. Фото: Roscosmos/via Globallookpress.com/Global Look Press
Марсоход NASA Curiosity обнаружил на Марсе органические молекулы, которые ученые считают одним из самых убедительных свидетельств возможного существования жизни на четвертой от Солнца планете. Об этом, ссылаясь на результаты эксперимента опубликованные в журнале Nature Communications, пишет Mirror.
В числе молекул имеются соединения, служащие основой для зарождения жизни на Земле, включая азотсодержащую молекулу, похожую на предшественников ДНК. Однако дальнейшие исследования оказались под угрозой. Как пишет издание, программу по доставке образцов на Землю (Mars Sample Return) закрыли в январе из-за нехватки финансирования. Администрация Белого дома, которая уже пыталась урезать бюджет NASA, снова предлагает сократить его на 23%. Ученые-планетологи называют это решение «глубоко разочаровывающим».
Профессор Университета Флориды Эми Уильямс, участвовавшая в миссиях, пояснила, что для окончательного подтверждения признаков жизни необходимо доставить образцы пород на Землю. По ее словам, найденные соединения сохранялись на Марсе до 3,5 миллиарда лет.
«Теперь мы знаем, что в верхних слоях марсианского грунта сохранились крупные сложные органические соединения, и это открывает большие перспективы для сохранения крупных сложных органических соединений, которые могут служить индикаторами жизни», — сказала профессор.
Органика на Марсе: от молекул к смыслу. Что изменится, если мы найдём жизнь?
На Марсе есть органика возрастом 3,5 миллиарда лет. Это не доказательство жизни, но вопрос повис в воздухе: что, если мы не одни?
Человечество впервые получило убедительное подтверждение того, что Марс хранит нечто большее, чем просто пыль и камни когда марсоход Curiosity, уже шесть лет изучающий кратер Гейл, обнаружил в древних глинистых сланцах сложные органические молекулы возрастом 3,5 млрд лет.
Почти одновременно пришла вторая новость: концентрация метана в атмосфере Марса меняется по сезонам, поднимаясь летом и опадая зимой, словно планета дышит.
Эти открытия заставили ученых говорить о Марсе как о мире, который мог быть обитаем в глубокой древности. Но главный вопрос остался без ответа: найденная органика - это следы ушедшей жизни или результат химических реакций между водой и камнями? Даже сама возможность внеземной жизни, пусть пока и не доказанная, заставляет нас переосмыслить свое место во Вселенной.
Цель этой статьи — разобраться, что именно нашли ученые на Марсе, почему это открытие важно и какие философские последствия нас ждут, если однажды мы получим доказательства того, что жизнь существует не только на Земле.
Что мы уже знаем: органика без жизни
В образцах древних глинистых сланцев кратера Гейл обнаружены сложные органические молекулы, возраст которых оценивается в 3,5 млрд лет. Среди найденных соединений — тиофены, бензол, пропан, метантиол и другие ароматические и алифатические углеводороды . Эти вещества знакомы каждому химику: они встречаются в каменном угле, сырой нефти и даже в некоторых видах трюфелей на Земле. Но на Марсе они стали сенсацией.
Инфографика: https://vistat.org
Однако здесь кроется важнейшее различие, которое ученые подчеркивают при каждом удобном случае. "Органика" и "жизнь" — не синонимы. Органические молекулы — это просто соединения углерода, часто с водородом, кислородом, серой или азотом. Они действительно являются строительными кирпичиками жизни, но сами по себе жизнью не являются. Как напоминает NASA, "органические молекулы могут создаваться и небиологическими процессами". Curiosity нашел именно кирпичики, но не здание.
Каким же образом эти молекулы могли появиться без участия живых организмов? Наука предлагает несколько убедительных сценариев абиогенного синтеза. Например, термохимическая сульфатная редукция: когда сера реагирует с органическими углеводородами при нагревании выше 120 ℃, образуются те самые тиофены. Источником тепла могли стать древние вулканы, которых на молодом Марсе было предостаточно.
Другой вариант — доставка органики из космоса: углеродистые хондриты (тип метеоритов) исправно приносят на планеты органику на протяжении миллиардов лет. Наконец, ультрафиолет мог запускать химические реакции прямо в атмосфере, осаждая сложные молекулы на поверхность. Ученые из команды Curiosity также обнаружили, что сохранности органики способствовал уникальный механизм: сера, обильно присутствующая в породах, законсервировала молекулы, буквально запечатав их от разрушительного воздействия радиации и окисления. В пробах сохранилось не менее 50 наномолей органического углерода, вероятно, в составе крупных молекул, где до 5 процентов углерода связано с серой. Это открытие само по себе потрясающе: оно доказывает, что органические вещества могут выживать в марсианских условиях миллиарды лет. Но главный вопрос "откуда они взялись?" так и остается без ответа.
Инфографика: https://vistat.org
Жизнь как космический мигрант
Если органические молекулы на Марсе — всего лишь химия, вопрос о жизни остается открытым. Но что, если жизнь когда-то существовала на Красной планете и не осталась на ней? Идея литопанспермии, то есть переноса живых организмов внутри каменных обломков с одной планеты на другую, существует уже больше ста лет. Долгое время она считалась маргинальной гипотезой из-за очевидной жестокости космического путешествия: чудовищные перегрузки при выбросе, вакуум, радиация, нагрев при входе в атмосферу. Однако свежее исследование Университета Джонса Хопкинса, опубликованное в PNAS Nexus в 2024 году, заставляет пересмотреть представления о хрупкости жизни.
Ученые смоделировали условия, которые возникают при астероидном ударе по Марсу, когда обломки породы выбрасываются в космос. Чтобы преодолеть гравитацию планеты, порода должна испытать давление до 5 гигапаскалей — это в 50 тысяч раз выше земного атмосферного давления . Ранее считалось, что никакая биологическая структура этого не выдержит. Но эксперимент с бактерией Deinococcus radiodurans, знаменитой своей невероятной устойчивостью к радиации, показал иное. Инженеры поместили бактерии на поликарбонатную мембрану и подвергли их удару металлического диска, разогнанного газовой пушкой, исключив хаотичные сдвиги, которые рвут клетки в жидкой среде. Результаты оказались ошеломляющими: при давлении 1,4 ГПа выжило 95% бактерий.
Инфографика: https://vistat.org
Если марсианская жизнь существовала и была хотя бы отдаленно похожа по прочности на земных экстремофилов, она вполне могла выжить при выбросе с планеты. Более того, Земля и Марс на протяжении миллиардов лет обменивались породами: на Земле найдено более сотни метеоритов марсианского происхождения. Значит, гипотетические марсианские микробы могли попасть на Землю, а земные — на Марс. Но здесь возникает новый, еще более сложный вопрос. Как распознать"родственника", если эволюция на разных планетах пошла разными путями?
Антропоцентризм в методах поиска
Есть в этой истории один парадокс, о котором ученые предпочитают говорить шепотом. Мы ищем жизнь на Марсе, но ищем ее по лекалам Земли. Наши приборы настроены на обнаружение того, что знакомо нам: хиральность (левозакрученные аминокислоты и правозакрученные сахара), изотопное фракционирование углерода, определенный набор химических элементов.
Если мы найдем на Марсе жизнь, окажется ли она независимым зарождением, второй ветвью древа жизни? Или мы обнаружим там потомков земных бактерий, занесенных с нашими же метеоритами миллиарды лет назад? А может быть, наоборот: все мы на Земле — потомки марсианских переселенцев, и генетический код, объединяющий все живое на нашей планете, на самом деле марсианский?
История уже преподносила нам такой урок. В 1976 году спускаемые аппараты «Викинг» впервые провели на Марсе эксперименты по поиску жизни. Они смешали марсианский грунт с питательным бульоном, меченым радиоактивным углеродом, и зафиксировали выделение газа — классический признак метаболизма. Но контрольный эксперимент, прогрев грунт до стерилизации, дал схожий результат.
Ученые растерялись и объявили, что, вероятно, имела место химическая реакция без участия жизни.
Инфографика: https://vistat.org
Оглядываясь назад, многие исследователи задаются вопросом: а что, если мы просто убили гипотетические марсианские микробы перегревом, а выделение газа было настоящим метаболизмом? Что, если мы ждали от марсианской жизни ровно такого же поведения, как от земной, и не узнали ее, когда она проявила себя иначе? Сегодняшний Perseverance собирает образцы для будущей доставки на Землю. Ученые тщательно выбирают породы, которые с наибольшей вероятностью могли сохранить следы древней жизни. Но риск остается тем же: мы можем привезти на Землю идеально законсервированные марсианские окаменелости и не узнать в них жизнь, потому что она будет выглядеть не так, как привыкли наши палеонтологи. Антропоцентризм в науке — самая трудноустранимая ошибка. Мы ищем братьев по разуму, но требуем, чтобы они были зеркальным отражением нас самих. И если марсианская жизнь окажется принципиально иной, мы рискуем просто не поздороваться с ней при встрече.
Допустим, жизнь найдена. Но чья она?
Представим сценарий: однажды марсоход поднимет камень, а в нем окажется окаменевшая клетка. Или, еще лучше, буровая установка достанет грунт, а в пробирке зашевелится нечто живое. Что дальше? Дальше начнется самое сложное. Если марсианская жизнь окажется независимой по происхождению, построенной на иной химической основе, человечество получит доказательство того, что биогенез во Вселенной не уникальное событие. Это изменит всё: от биологии до теологии, от философии до нашего чувства одиночества в космосе. Но если анализ ДНК (или аналога) покажет родство с земной жизнью, если мы обнаружим общий генетический код, это откроет другую правду: мы не одиноки, потому что мы семья. Марсианские микробы окажутся нашими двоюродными прабабушками, занесенными с метеоритом миллиарды лет назад.
Есть и третий вопрос, этический, который сегодня почти не обсуждается. Если мы найдем на Марсе живую биосферу, пусть даже микробную, имеем ли мы право вторгаться в нее? Кто настоящий хозяин планеты: тот, кто зародился здесь, или тот, кто прилетел с Земли с благими намерениями История колониализма учит нас, что встреча цивилизаций редко заканчивается хорошо для той, что считает себя "коренной".
Инфографика: https://vistat.org
Выход из антропоцентрической клетки
Обнаружение внеземной жизни станет не просто научной сенсацией, а точкой невозврата для всей системы человеческого знания. Биология, которая сегодня остается по сути "землеведением", превратится в универсальную науку о жизни как космическом феномене. Вместо зоологии и ботаники появится ксенобиология — дисциплина, изучающая жизнь без привязки к конкретной планете, углероду или ДНК. Ученым придется пересмотреть само определение жизни: раньше мы описывали ее по земным образцам, но теперь придется искать общие законы организации материи, способной к эволюции и самоподдержанию. Философский сдвиг окажется не менее болезненным. Вопрос "Что такое жизнь?" уступит место другому: "Какие формы организации материи заслуживают статуса живого и, возможно, защиты?".
Ответ, вероятно, будет найден в теориях, допускающих множественность творения, но путь к нему окажется тернист. Окажется, что мы не центр Вселенной. Мы просто один из способов, которым Вселенная познает себя.
Заключение: Смысл в несходстве
Ирония наших поисков в том, что мы мечтаем найти братьев по разуму, но подсознательно хотим увидеть в них себя. Мы ищем воду, потому что наша жизнь построена на ней. Мы ищем углерод, потому что не представляем иной химии. Но главный урок встречи с внеземной жизнью, если она состоится, будет иным. Она изменит нас не потому, что окажется похожей на нас, а потому, что окажется другой. Может быть, пугающе, неузнаваемо другой.
Антропоцентризм в этом смысле — этап взросления человечества. Сначала мы считали Землю центром мира, потом поняли, что Солнце — рядовая звезда, потом осознали, что галактик миллиарды. Но идея, что жизнь может строиться на иных принципах, что эволюция могла пойти радикально другими путями, — последняя граница нашего взросления. Переход от "мы ищем себя" к "мы учимся видеть другое" станет самым трудным и важным шагом.
Готовы ли мы принять, что жизнь может быть повсюду, но совсем не такой, как мы ее представляем?
Источник, инфографика: https://vistat.org/art/organika-na-marse-ot-molekul-k-smyslu...
Поиск жизни на Марсе или немного о миссии Маринер-4
15 июля 1965 года космический аппарат НАСА «Маринер-4» вошел в историю космонавтики и исследования Солнечной системы. Это был первый в истории зонд, который передал фотографии поверхности другой планеты — Марса, сделанные с близкого расстояния.
Пролетая мимо Красной планеты, аппарат сделал 22 снимка и отправил их на Землю. Это были первые изображения поверхности Марса, полученные из глубокого космоса. Они показали не фантастический пейзаж с каналами и вегетацией, как многие надеялись, а сухую, мертвую пустыню, усеянную кратерами — напоминая поверхность Луны.
«Маринер-4» был запущен 28 ноября 1964 года и преодолел почти восемь месяцев межпланетного полета. На момент сближения с Марсом аппарат находился на расстоянии примерно 220 миллионов километров от Земли — настолько далеко, что радиосигналы шли 12 минут в одну сторону.
Разочарование и восторг от первых снимков
«Настал момент истины: действительно ли мы получили снимки? После шестичасовой задержки, необходимой для передачи 40 000 пикселей, первый снимок был показан. Но что это было прямо над лимбом? Облако? Невозможно. Все знали, что на Марсе нет облаков — должно быть, это трещина в объективе камеры. О нет, еще один сбой прибора. Конечно, как позже выяснилось, на Марсе действительно есть облака», — вспоминал инженер миссии Билл Момсен в 2002 году.
«А потом началось настоящее чудо — кадр за кадром показывали, что поверхность усеяна кратерами! Она выглядела поразительно похожей на поверхность нашей Луны, глубоко изрытой кратерами и не менявшейся с течением времени. Ни воды, ни каналов, ни жизни… Хотя поначалу команда испытала огромную радость от осознания того, что мы действительно это сделали, ее ликование было омрачено тем, что открылось», — рассказал Момсен.
Версия первого снимка Марса с улучшенным контрастом, на которой видно тонкое облако (вверху справа) в марсианской атмосфере. (NASA/JPL)
Первые 22 снимка покрывали лишь около 1% поверхности Марса, и, как оказалось, этот участок был одним из самых кратерированных. Только спустя десятилетия орбитальных наблюдений и исследований другими космическими аппаратами НАСА, включая миссии к планетам и роботизированные зонды, раскрыли сложность марсианского ландшафта: вулканические плато, древние речные дельты, пыльные бури, штормы, облака, голубые закаты и смерчи, оставляющие следы на поверхности.
Новые исследования растительности на Марсе ("Наука и жизнь", №1, 1947 г.)
Член-корреспондент Академии Наук СССР Г. А. Тихов
Прежде чем приступить к описанию растительности на Марсе, напомним некоторые свойства климата этой планеты.
Климат на Марсе весьма суровый и сухой. При помощи очень чувствительных термоэлементов найдено, что средняя годовая температура на нем равна -23оС. Наиболее теплыми местами на Марсе являются «моря»1, здесь температура повышается до +20о, наиболее холодными – «полярные шапки», где температура понижается до -70о.
Какова же средняя годовая температура самого теплого места на Марсе? Сделаем небольшой расчет. Самая высокая годовая температура на Земле равна приблизительно +30 (Индия, Судан), т. е. на 15о выше средней для всей Земли. Если такое же различие примем для Марса, то самое теплое место на нем имеет годовую температуру -8о. На Земле это соответствует средней годовой температуре на западной берегу Новой Земли, в Туруханске и в Якутской области. Однако в самом Якутске и в Верхоянске еще холоднее, средняя годовая температура в этих пунктах равна соответственно – 11о и -17о.
На Марсе и летняя ночная температура, даже в самых теплых местах почти всегда опускается до -45о, так как атмосфера его весьма разрежена, а туманы и облака бывают редко. Таким образом на Марсе, в большинстве его мест, климат суровее, чем в Якутске и в Верхоянске.
Теперь перехожу к своим наблюдениям.
Я наблюдал планету Марс в Пулкове в 1909 г., фотографируя при помощи 30-дюймового рефрактора; в 1918 и 1920 гг. я изучал его визуально при помощи 15-дюймового рефрактора.
Снимки 1909 г. были обработаны, и результаты опубликованы. Что касается наблюдений 1918 и 2910 гг., то только в 1945 г. я смогу подвергнуть их внимательному изучению и обнаружил явления проливающие новый свет на природу Марса.
Свои наблюдения я производил визуально – как без светофильтра, так и через светофильтры, от темно-красного до голубого. Кроме того, при помощи окулярного спектроскопа наблюдался спектр отдельных образований. Наблюдения представлены на 120 рисунках, снабженных подробными примечаниями. Здесь воспроизведены 7 из этих рисунков.
Наблюдения 1918 и 1920 гг. вполне подтверждают выводы, сделанные мною по снимкам 1909 г., а именно: наилучшую видимость так называемых «морей» и «каналов» через красный фильтр, хорошую видимость деталей на краях диска планеты через красный фильтр, исчезновение их при наблюдения через зеленый фильтр и т.д. Но, кроме того, подмечены новые факты.
Через зеленый и голубой фильтры я почти всегда наблюдал на восточном и западном краях диска планеты яркие пятна, причем полярная шапка занимала по яркости второе место. Через весь диск тянутся светлые полосы, соединяющие восточные и западные пятна. Светлая полоса иногда соединяет полярную шапку с полосой, идущей в долготном направлении. Светлые полосы наблюдаются как в зимнем, так и в летнем полушарии. Замечательно, что в зимнем полушарии светлые полосы идут вдоль кромки «морей» и лишь редко проходят через сами «моря». Все это хорошо видно по рис. 1 и 6.
Эти явления без труда можно объяснить суровым климатом Марса и появлением инея утром и вечером даже в экваториальных областях планеты. Светлые полосы можно объяснить появлением высоких облаков; последнее подтверждается тем, что полосы эти иногда выступают в виде светлых язычков на темном фоне со стороны фазового ущерба, как это видно на рис. 7.
Почему же светлые полосы избегают «морей»? Это может происходить оттого, что с «морей» поднимаются потоки более теплого воздуха, в котором облака испаряются.
Марс очень беден водою, и «моря» правильнее называть растительным покровом, или, для сокращения, просто покровом. 13 мая 1920 г. мною записано, что через желтый фильтр южные покровы кажутся зеленоватыми, а северные коричневатыми. В южном полушарии Марса в это время была середина зимы, а в северном – середина лета? На первый взгляд кажется, что это противоречие. В самом деле, какая же может быть зелень в середине зимы и почему покровы коричневатые в середине лета? Однако это противоречие легко снимается, если допустить, что на покровах существуют вечнозеленые травы и деревья наряду с растениями, меняющими свою окраску к осени. Но почему же коричневатость наблюдается уже в середине лета? И это не трудно объяснить. Климат на Марсе очень сухой, и растения, буреющие в умеренных зонах Земли к осени, на Марсе буреют уже к середине лета. Подобное этому явление происходит, например, в среднеазиатских степях.
Наблюдения 13 мая 1920 г. без светофильтра и через зеленый фильтр подтвердили то, что наблюдалось через желтый фильтр.
Итак, есть основание считать, что на Марсе существует растительность — как теряющая свою зеленую окраску к середине лета, так и вечнозеленая, северного земного типа.
Есть, однако, одно явление, которое раньше казалось мне несовместимым с допущением существования на Марсе растительности земного типа; явление это заключается в следующем.
Известно, что земная зелень очень сильно рассеивает инфракрасные лучи. Казалось бы, что и растительность на Марсе должна обладать таким же свойством, а между тем фотографические наблюдения В. В. Шаронова в Ташкенте 1939 г. этого не обнаружили. После одного из моих докладов о Марсе в Алма-Ате агрометеорологом А. П. Кутыревой было высказано предположение, что в процессе приспособления к суровому и сухому климату Марса растения могли эволюционировать в направлении уменьшения способности отражать инфракрасные лучи. В самом деле, растению очень невыгодно в суровом климате сильно отражать инфракрасные лучи, обладающие еще значительной энергией. Соглашаясь с этим мнением, я пришел к мысли сравнить отражение инфракрасных лучей лиственными и хвойными растениями, пользуясь рукописными данными из наблюдений Е. Л. Кринова. Можно было ожидать, что отражательная способность в инфракрасных лучах для хвойных растений окажется значительно меньшей, чем для лиственных. Это ожидание полностью подтвердилось, что видно из кривых, приведенных на рис. 8 и 9.
Мы видим, что при одинаковых значениях для березы и ели в синих лучах (длина волны 450 миллимикрон) – по 0,06 – отражательная способность для березы в инфракрасных лучах (800 миллимикрон) достигает 0,54 против 0,16 для ели.
При одинаковых значениях для овса и тундрового можжевельника в зеленых лучах (550 миллимикрон) – 0,10 – отражательная способность овса в инфракрасных лучах (800 миллимикрон) достигает 0,82 против 0,32 для можжевельника. !
Оптические свойства разных мест на Марсе – вот то, что в настоящее время может изучать астроном для суждения о растительности на Марсе.
Если ботаник делает спиртовую вытяжку хлорофилла и изучает ее оптические свойства, то астроном изучает спектр света, рассеянного живыми листьями, и сравнивает его с тем, что наблюдается в спектре тех областей Марса, в которых можно предположить наличие растительности.
По изучению хлорофилла и его спектра очень много сделал Климент Аркадьевич Тимирязев. Его магистерская диссертация носит название «Спектральный анализ хлорофилла» (Петербург, 1871 г.). В диссертации рассматривается визуальное изучение спектра спиртовой вытяжки хлорофилла. Вот дословная выдержка из этой диссертации: «Совершенно сходные спектры получены при исследовании различных растений: злаков, шпината, ежевики, плюща. Свежие листья представляют спектры, соответствующие растворам слабой концентрации. Следовательно, не подлежит сомнению, что извлечение хлорофилла спиртом не подвергает его изменению, по крайней мере в оптическом отношении». В докторской диссертации «Об усвоении света растениями» (Петербург, 1871 г,) Тимирязев показывает, что наиболее сильное разложение углекислоты растениями происходит под влиянием тех длинноволновых лучей, которые всего обильнее поглощаются хлорофиллом. По рисунку, приведенному в этой диссертации, можно определить длины волны полос поглощения хлорофилла (Сочинения, том 1, 1937 г., стр. 403). Вот они: 664 миллимикрон (самая, темная), 607, 576 и 537 — с постепенно убывающим поглощением,
Впоследствии многими учеными было показано, что главная полоса поглощения в живом листе смещена по отношению к ее положению в растворе хлорофилла в сторону длинных волн.
Все это очень интересно, но не применимо в астрономических наблюдениях, так как астроном не может наблюдать поглощение в листьях, а тем более в растворах хлорофилла на других планетах.
В 1908 г, в английском журнале «Nature» в номера от 12 ноября (нов. ст.) появились спектрограммы планет, полученные в США на обсерватории Персиваля Лоуелла. Спектры Урана и Нептуна так поразили Тимирязева своим сходством со спектром хлорофилла, что он немедленно написал об этом статью в газету «Русские Ведомости». Вот выдержка из этой статьи: «...Мой привычный глаз был поражен присутствием в спектрах Урана и Нептуна абсорбционной полосы хлорофилла. При первой встрече с уважаемым товарищем Цесарским2 я сообщив свои подозрения: нас обоих, однако, смутило то, что сам профессор Лоуелл в своем подробном сообщении Парижской Академии, правда, еще не снабженном фотографией, ничего не говорил об этих замечательных полосах. Но вот, в последнем выпуске того же «Nature» (3 декабря) другой ботаник, голландский профессор Бейеринк, также опытный в этой области, приходит к тому же заключению. Согласное свидетельство двух экспертов, не сговорившихся между собой, живущих на противоположных концах Европы и даже незнакомых между собой, я полагаю, имеет некоторый вес». Увы, согласное свидетельство даже двух столь авторитетных экспертов оказалось несоответствующим действительности.
В настоящее время с несомненностью доказано, что полосы поглощения в спектрах Урана и Нептуна обязаны своим происхождением наличию в атмосферах этих планет аммиака и метана.
Как бы то ни было, Тимирязев написал письмо Лоуеллу с изложением своей мысли и спросил его, не наблюдается ли главная полоса поглощения хлорофилла в спектре зеленых областей Марса. В своем ответе Лоуелл пишет, между прочим, следующее: «Два года тому назад г. Слайфер делал снимки при помощи спектрографа с целью доказать присутствие хлорофилла. Он получил хорошие результаты для земных объектов, но для Марса дело гораздо труднее, частью вследствие малого количества света, частью вследствие особенного характера поставленной задачи. Растительность в сколько-нибудь значительных количествах встречается только в некоторых частях диска, и расположить в этих частях щель спектрографа почти невозможно, хотя со временем, может быть, мы с этой трудностью справимся. Вопрос этот занимает нас вот уже четырнадцать лет, и г. Слайфер уже много работал с отраженным светом.
Что касается Урана и Нептуна, то их физическое состояние заставляет предполагать, как я думаю, что там нет растительности»3.
Из этого письма видно, что Слайфер спектрографировал земную растительность, но нам неизвестны полученные им результаты.
В 1918 и 1920 гг, я неоднократно наблюдал в Пулкове спектр «морей» Марса в окулярный спектроскоп, привинченный к 15-дюймовому рефрактору. Особенное внимание я обращал на красные лучи, где лежит наиболее темная полоса хлорофилла. В моих записях неоднократно отмечено, что полоса поглощения в крайних красных лучах лучше локализована (т. е. круче обрывается в сторону коротких волн) на южных морях, где во время наблюдений была зима, чем на северных, где было лето. Причиной такого явления и могло быть присутствие полосы хлорофилла на южных морях. В этом можно видеть подтверждение существования на Марсе вечнозеленой растительности северного типа.
Второй интересной особенностью моих наблюдений можно считать то, что в спектре экваториальных морей наиболее сильное поглощение я обнаружил в зеленых лучах. Это должно давать морям голубоватый оттенок, что неоднократно и отмечалось разными наблюдателями.
Условия наблюдений спектра Марса в красных лучах были столь трудными, что я не могу полностью поручиться за них. Темная полоса в красных лучах находится уже в той области спектра, которая лежит, при общей слабости спектра, на границе чувствительности глаза.
Чем же объяснить, что до сих пор не получено решительных результатов относительно полос поглощения хлорофилла в зеленых площадях Марса? Как может быть, чтобы в течение целых 14 лет на обсерватории Лоуелла с ее мощными средствами не удалось решить такую сравнительно простую задачу?
Сделаем такое предположение: оптические свойства растительности Марса иные, чем у земной растительности, не только по отношению к инфракрасным, но и к видимым лучам, что можно объяснить действием сурового климата.
Как же должны были измениться оптические свойства хлорофилла в суровом климате? Ответ таков: в суровом климате листва растения должна поглощать не только отдельные, сравнительно узкие участки спектра, а возможно широкую область, именно ту часть спектра, в которой сосредоточено больше тепла, т. е. длинноволновую часть; в визуальном спектре – это красные, оранжевые, желтые и зеленые лучи. И вот, как уже сказано выше, особенно сильное поглощение мною как раз и наблюдалось в зеленых лучах.
Высказанное здесь мнение можно проверить на земной растительности таким образом: у хвойных растений полосы хлорофилла должны быть шире, чем у лиственных, и, быть может, они должны почти сливаться. Это подлежит изучению в новой науке – астроботанике, но и теперь уже можно указать на некоторые явления, как бы подтверждающие такую точку зрения. Так, например, некоторые хвойные деревья, как пихта, канадская ель, имеют иглы с ясно выраженным голубым оттенком. В августе этого года я был в Туюк-Су (близ Алма-Аты) на высоте 3400 метров. Там я сорвал очень интересное растение, носящее название остролодки (Oxytropis chionobia). Это целая подушечка зеленых листочков с голубым налетом и с голубыми цветочками.
Меня заинтересовал именно голубой налет на листочках. Не происходит ли он от расширения полос поглощения хлорофилла? Я сфотографировал спектр листьев этого растения для дальнейшего лабораторного изучения.
Из всего предыдущего ясно, что для понимания явлений, наблюдаемых на растительных покровах Марса, необходимо изучать изменение оптических свойств земных растений с переходом к суровым климатическим условиям на высоких горах и в Субарктике. Кроме того, необходимо изучать оптические свойства одного и того же вида растений в течение всего года для вечнозеленых растений северного типа и в течение периода зеленения и увядания – для лиственных.
Это и есть задача новой науки — астроботаники. В 1946 г. Академией Наук СССР была издана захватывающе интересная книга академика А. А. Григорьева о Субарктике. В этой книге говорится, что воздух в Субарктике очень чист и весьма прозрачен для ультрафиолетовых лучей Солнца, а избыток этих лучей вреден для растительности. Поэтому растительность Субарктики выработала приспособления, защищающие ее от избытка ультрафиолетовых лучей. В частности, листья имеют фиолетовый оттенок, цветы незабудки не голубые, а темноголубые, цветы тысячелистника не белые или розоватые, как в лесной полосе, а розовые с фиолетовым оттенком, дельфиниум (шпорник) не синий, в густо-темносиний и т. п.
«В настоящее время можно считать доказанным, – говорит академик Григорьев, – что изменения окраски являются приспособлением растений к облучению светом, изобилующим ультрафиолетовыми лучами». .
Я понимаю это так: если растение имеет темносиний цвет или фиолетовый оттенок, то оно сильно отражает синие и фиолетовые лучи и, вероятно, соседние с последними ультрафиолетовые лучи.
Если растения в Субарктике должны бороться с избытком ультрафиолетовых лучей, то тем более это относится к растениям на Марсе, атмосфера которого весьма редка и, вероятно, очень проницаема для ультрафиолетовых лучей.
Таким образом, астроботаника должна изучать отражательную способность растений не только в инфракрасных и видимых лучах, но и в ультрафиолетовых.
В 1946 г. на Алма-Атинских горах уже работало под моим руководством несколько экспедиций с астроботаническими целями, а на 1947 г. запланированы экспедиции не только на горы, но и в восточно-европейскую Субарктику — от Архангельска до Югорского Шара.
Комментарии к статье
1 Темные пятна по поверхности планеты, изучавшиеся итальянским астрономом Скиапарелли и принятые им за морскую поверхность.
2 Профессор астрономии Московского университета.
3 Тимирязев, Собрание сочинений, 1937, том I, стр. 464.
Обитаемы ли планеты? ("Наука и жизнь", №4, 1937 г.)
А. Михайлов, проф.
Рассматривая вопрос о существовании жизни на других планетах, мы будем говорить только о планетах нашей солнечной системы, так как нам ничего не известно о наличии у других солнц, каковыми являются звезды, собственных планетных систем, подобных нашей. По современным воззрениям на происхождение солнечной системы можно даже полагать, что образование планет, обращающихся вокруг центральной звезды, есть случай, вероятность которого ничтожно мала, и что поэтому огромное большинство звезд не имеет своих планетных систем.
Далее нужно оговориться, что вопрос о жизни на планетах мы поневоле рассматриваем с нашей, земной точки зрения, предполагая, что эта жизнь проявляется в таких же формах, как и на Земле, т. е. предполагая жизненные процессы и общее строение организмов подобными земным. В таком случае для развития жизни на поверхности какой-либо планеты должны существовать определенные физико-химические условия, должна быть не слишком высокая и не слишком низкая температура, необходимо наличие воды и кислорода, основой же органического вещества должны являться соединения углерода.
Атмосферы планет
Присутствие у планет атмосферы определяется напряжением силы тяжести на их поверхности. Большие планеты обладают достаточной силой притяжения, чтобы удерживать около себя газообразную оболочку. Действительно, молекулы газа находятся в постоянном быстром движении, скорость которого определяется химической природой этого газа и температурой.
Наибольшую скорость имеют легкие газы — водород и гелий; при повышении температуры скорость возрастает. При нормальных условиях, т. е. температуре в 0° и атмосферном давлении, средняя скорость молекулы водорода составляет 1840 м/сек, а кислорода 460 м/сек. Но под влиянием взаимных столкновений отдельные молекулы приобретают скорости, в несколько раз превосходящие указанные средние числа. Если в верхних слоях земной атмосферы появится молекула водорода со скоростью, превосходящей 11 км/сек, то такая молекула отлетит прочь от Земли в межпланетное пространство, так как сила земного притяжения окажется недостаточной для ее удержания.
Чем меньше планета, чем она менее массивна, тем меньше эта предельная или, как говорят, критическая скорость. Для Земли критическая скорость составляет 11 км/сек, для Меркурия она равна лишь 3,6 км/сек, для Марса 5 км/сек, для Юпитера же, самой большой и массивной из всех планет, — 60 км/сек. Отсюда следует, что Меркурий, а тем более еще меньшие тела, как спутники планет (в том числе и наша Луна) и все малые планеты (астероиды), не могут удержать своим слабым притяжением атмосферную оболочку у своей поверхности. Марс в состоянии, хотя и с трудом, удерживать атмосферу, значительно более разреженную, чем атмосфера Земли, что же касается Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, то их притяжение достаточно сильно для того, чтобы удерживать мощные атмосферы, содержащие легкие газы, вроде аммиака и метана, а возможно также и свободный водород.
Отсутствие атмосферы неминуемо влечет за собою и отсутствие воды в жидком состоянии. В безвоздушном пространстве испарение воды происходит гораздо энергичнее, чем при атмосферном давлении; поэтому вода быстро обращается в пар, который представляет собою весьма легкий таз, подвергающийся той же участи, что и другие газы атмосферы, т. е. он более или менее быстро покидает поверхность планеты.
Понятно, что на планете, лишенной атмосферы и воды, условия для развития жизни совершенно неблагоприятны, и мы не можем ожидать на такой планете ни растительной ни животной жизни. Под эту категорию попадают все малые планеты, спутники планет, а из больших планет — Меркурий. Скажем немного подробнее о двух телах этой категории, именно о Луне и Меркурии.
Луна и Меркурий
Для этих тел отсутствие атмосферы установлено не только путем приведенных выше соображений, но и посредством прямых наблюдений. Когда Луна движется по небу, совершая свой путь вокруг Земли, она часто закрывает собою звезды. Исчезновение звезды за диском Луны можно наблюдать уже в небольшую трубу, и происходит оно всегда вполне мгновенно. Если бы лунный рай был окружен хотя бы редкой атмосферой, то, прежде чем вполне исчезнуть, звезда просвечивала бы в течение некоторого времени сквозь эту атмосферу, причем постепенно уменьшалась бы видимая яркость звезды, кроме того, вследствие преломления света звезда казалась бы смещенной со своего места. Все эти явления совершенно отсутствуют при покрытии звезд Луною.
Лунные ландшафты, наблюдаемые в телескопы, поражают резкостью и контрастностью своего освещения. На Луне нет полутеней. Рядом с яркими, освещенными Солнцем местами встречаются глубокие черные тени. Происходит это потому, что вследствие отсутствия атмосферы на Луне нет голубого дневного неба, которое своим светом смягчало бы тени; небо там всегда черное. Нет на Луне и сумерек, и после захода Солнца сразу наступает темная ночь.
Меркурий находится от нас гораздо дальше, чем Луна. Поэтому таких подробностей как на Луне, мы наблюдать на нем не можем. Нам неизвестен вид его ландшафта. Покрытие звезд Меркурием вследствие его видимой малости чрезвычайно редкое явление, и нет указаний на то, чтобы такие покрытия когда-либо наблюдались. Зато бывают прохождения Меркурия перед диском Солнца, когда мы наблюдаем, что эта планета в виде крохотной черной точки медленно проползает по яркой солнечной поверхности. Край Меркурия при этом бывает резко очерчен, и те явления, которые усматривались при прохождении перед Солнцем Венеры, у Меркурия не наблюдались. Но все же возможно, чтобы небольшие следы атмосферы у Меркурия сохранились, однако эта атмосфера имеет совсем ничтожную плотность по сравнению с земной.
На Луне и Меркурии совершенно неблагоприятны для жизни и температурные условия. Луна вращается вокруг своей оси чрезвычайно медленно, благодаря чему день и ночь продолжаются на ней по четырнадцать суток. Зной солнечных лучей не умеряется воздушной оболочкой, и в результате днем на Луне температура поверхности повышается до 120°, т. е. выше точки кипения воды. Во время же долгой ночи температура падает до 150° ниже нуля.
Во время лунного затмения наблюдалось, как в течение всего лишь часа с небольшим температура упала с 70° тепла до 80° мороза, а после окончания затмения почти в столь же короткий срок вернулась к своему исходному значению. Это наблюдение указывает на чрезвычайно малую теплопроводность горных пород, образующих лунную поверхность. Солнечное тепло не проникает вглубь, а остается в самом тонком верхнем слое.
Нужно думать, что поверхность Луны покрыта легкими и рыхлыми вулканическими туфами, может быть даже пеплом. Уже на глубине метра контрасты тепла и холода оглаживаются «эстолько, что вероятно там господствует средняя температура, мало отличающаяся от средней температуры земной поверхности, т. е. составляющая несколько градусов выше нуля. Быть .может там и сохранились некоторые зародыши живого вещества, но участь их, конечно, незавидная.
На Меркурии разница температурных условий еще более резкая. Эта планета всегда повернута к Солнцу одной стороной. На дневном полушарии Меркурия температура достигает 400°, т. е. она выше точки плавления свинца. А на ночном полушарии мороз должен доходить до температуры жидкого воздуха, и если бы на Меркурии существовала атмосфера, то на ночной стороне она должна была превратиться в жидкость, а может быть даже замерзнуть. Лишь на границе между дневным и ночными полушариями в пределах узкой зоны могут быть температурные условия, хоть сколько-нибудь благоприятные для жизни. Однако о возможности там развитой органической жизни думать не приходиться. Далее при наличии следов атмосферы в ней не мог удержаться свободный кислород, так как при температуре дневного полушария кислород энергично соединяется с большинством химических элементов.
Итак, в отношении возможности жизни на Луне перспективы достаточно неблагоприятны.
Венера
В отличие от Меркурия на Венере наблюдаются определенные признаки густой атмосферы. Когда Венера проходит между Солнцем и Землей, она бывает окружена светлым колечком, — это ее атмосфера, которая на просвет освещается Солнцем. Такие прохождения Венеры перед диском Солнца бывают очень редко: последнее прохождение имело место в 18S2 г., ближайшее следующее произойдет в 2004 г. Однако почти ежегодно Венера проходит хотя и не через самый солнечный диск, но достаточно близко от него, и тогда она бывает видна в форме очень узкого серпа, вроде Луны тотчас после новолуния. По законам перспективы освещенный Солнцем серп Венеры должен был бы составлять дугу ровно в 180°, но в действительности наблюдается более длинная светлая дуга, что происходит вследствие отражения и загибания солнечных лучей в атмосфере Венеры. Другими словами, на Венере существуют сумерки, которые увеличивают продолжительность дня и частично освещают ее ночное полушарие.
Состав атмосферы Венеры пока еще мало изучен. В 1932 г. при помощи спектрального анализа в ней было обнаружено присутствие большого количества углекислоты, соответствующее слою мощностью в 3 км при стандартных условиях (т. е. при 0° и 760 мм давления).
Поверхность Венеры всегда представляется нам ослепительно белой и без заметных постоянных пятен или очертаний. Полагают, что в атмосфере Венеры всегда находится густой слой белых облаков, вполне закрывающий собою твердую поверхность планеты.
Состав этих облаков неизвестен, но вероятнее всего, что это водяные пары. Что находится под ними, мы не видим, но понятно, что облака должны умерять зной солнечных лучей, который на Венере, находящейся ближе к Солнцу, чем Земля, был бы иначе чрезмерно силен.
Измерения температуры дали для дневного полушария около 50—60° тепла, а для ночного 20° мороза. Такие контрасты объясняются медленностью вращения Венеры около оси. Хотя точный период ее вращения неизвестен из-за отсутствия на поверхности планеты заметных пятен, но, по-видимому, сутки продолжаются на Венере не меньше наших 15 суток.
Каковы шансы на существование жизни на Венере?
В этом отношении мления ученых расходятся. Некоторые считают, что весь кислород в ее атмосфере химически связан и существует лишь в составе углекислоты. Так как этот газ обладает малой теплопроводностью, то в таком случае температура близ поверхности Венеры должна быть довольно высокой, быть может даже близкой к точке кипения воды. Этим можно было бы объяснить присутствие в верхних слоях ее атмосферы большого количества водяных паров.
Заметим, что приведенные выше результаты определения температуры Венеры относятся к наружной поверхности облачного покрова, т.е. к довольно большой высоте над ее твердой поверхностью. Во всяком случае нужно думать, что условия на Венере напоминают теплицу или оранжерею, но, вероятно, с еще значительно более высокой температурой.
Марс
Наибольший интерес с точки зрения вопроса о существовании жизни представляет планета Марс. Во многих отношениях он похож на Землю. По пятнам, которые хорошо видны на его поверхности, установлено, что Марс вращается около оси, совершая один оборот в 24 ч. и 37 м. Поэтому на нем существует смена дня и ночи почти такой же продолжительности, как и на Земле.
Ось вращения Марса составляет с плоскостью его орбиты угол в 66°, почти в точности такой же, как и у Земли. Благодаря этому наклону оси на Земле происходит смена времен года. Очевидно, и на Марсе существует такая же смена, но только каждое время года на «ем почти вдвое продолжительнее нашего. Причина этого заключается в том, что Марс, будучи в среднем в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, совершает свой оборот вокруг Солнца почти в два земных года, точнее в 689 суток.
Наиболее отчетливая подробность на поверхности Марса, заметная при рассматривании его в телескоп,— белое пятно, по своему положению совпадающее с одним из его полюсов. Лучше всего бывает видно пятно у южного полюса Марса, потому что в периоды своей наибольшей близости к Земле Марс бывает наклонен в сторону Солнца и Земли своим южным полушарием. Замечено, что с наступлением зимы в соответствующем полушарии Марса белое пятно начинает увеличиваться, а летом оно уменьшается. Бывали даже случаи (например, в 1894 г.), когда полярное пятно осенью почти совсем исчезало. Можно думать, что это снег или лед, который отлагается зимою тонким покровом близ полюсов планеты. Что этот покров очень тонкий, следует из указанного наблюдения над исчезновением белого пятна.
Вследствие удаленности Марса от Солнца температура на нем сравнительно низкая. Лето там очень холодное, и тем не менее бывает, что полярные снега полностью стаивают. Большая продолжительность лета не компенсирует в достаточной, мере недостатка тепла. Отсюда следует, что снега выпадает там мало, быть может всего лишь на несколько сантиметров, возможно даже, что белые полярные пятна состоят не из снега, а из инея.
Это обстоятельство находится в полном согласии с тем, что по всем данным на Марсе мало влаги, мало воды. Морей и больших водных пространств на нем не обнаружено. В его атмосфере очень редко наблюдаются облака. Сама оранжевая окраска поверхности планеты, благодаря которой невооруженному глазу Марс представляется красной звездой (откуда и произошло его название по имени древнеримского бога .войны), большинством 'наблюдателей объясняется тем, что поверхность Марса представляет безводную песчаную пустыню, окрашенную окислами железа.
Марс движется вокруг Солнца по заметно вытянутому эллипсу. Благодаря этому его расстояние от Солнца меняется в довольно широких пределах — от 206 до 249 млн. км. Когда Земля находится с той же стороны Солнца, что и Марс, происходят так называемые противостояния Марса (потому что Марс в это время находится в стороне неба, противоположной Солнцу). Во время противостояний Марс наблюдается на ночном небе в благоприятных условиях. Противостояния чередуются в среднем через 780 дней, или через два года и два месяца.
Однако далеко не в каждое противостояние Марс приближается к Земле .на свое кратчайшее расстояние. Для этого нужно, чтобы противостояние совпало с временем наибольшего приближения Марса к Солнцу, что бывает лишь каждое седьмое или восьмое противостояние, т. е. примерно через пятнадцать лет. Такие противостояния называются великими противостояниями; они имели место в 1877, 1892, 1909 и 1924 гг. Следующее великое противостояние будет в 1939 т. Именно к этим срокам и приурочены главные наблюдения Марса и связанные с ними открытия. Ближе всего к Земле Марс был во время - противостояния 1924 г., но и тогда его расстояние от нас составляло 55 млн. км. Ha более близком расстоянии от Земли Марс никогда не бывает.
"Каналы" на Марсе
В 1877 г. итальянский астроном Скиапарелли, производя наблюдения в сравнительно скромный по своим размерам телескоп, но под прозрачным небом Италии, обнаружил на поверхности Марса, кроме темных пятен, названных хотя и неправильно морями, еще целую сеть узких прямых линий или полосок, которые он назвал проливами (по-итальянски canale). Отсюда слово «канал» стало употребляться и на других языках для обозначения этих загадочных образований.
Скиапарелли в результате своих многолетних наблюдений составил подробную карту поверхности Марса, на которой нанесены сотни каналов, соединяющих между собок> темные пятна «морей». Позднее американский астроном Лоуелл, построивший в Аризоне даже специальную обсерваторию для наблюдения Марса, обнаружил каналы и на темных пространствах «морей». Он нашел,, что как «моря», так и каналы меняют свою видимость в зависимости от времен года: летом они становятся темнее, принимая иногда серо-зеленоватый оттенок зимою бледнеют и становятся буроватыми. Карты Лоуелла еще подробнее карт Скиапарелли, на них нанесено множество каналов, образующих сложную, но довольно правильную геометрическую сеть.
Для объяснения наблюдаемых на Марсе явлений Лоуелл развил теорию, которая получила широкое распространение, главным образом, среди любителей астрономии. Теория эта сводится к следующему.
Оранжевую поверхность планеты Лоуелл, как и большинство других наблюдателей, принимает за песчаную пустошью. Темные пятна «морей» он считает за области, покрытые растительностью — полями и лесами. Каналы он считает за сеть орошения, проведенную разумными существами, обитающими на поверхности планеты. Однако самые каналы нам с Земли не видны, так как их ширина для этого далеко не достаточна. Чтобы быть видимыми с Земли, каналы должны иметь ширину не меньше десятка километров. Поэтому Лоуелл считает, что мы видим лишь широкую полосу растительности, которая распускает свои зеленые листья, когда собственно канал, пролегающий в середине этой полосы, наполняется весною водой, притекающей от полюсов, где она образуется от таяния полярных снегов.
Однако мало-помалу начали возникать сомнения в реальности таких прямолинейных каналов. Наиболее показательным было то обстоятельство, что наблюдатели, вооруженные наиболее мощными современными телескопами, никаких каналов не видели, а наблюдали лишь необыкновенно богатую картину разных деталей и оттенков на поверхности Марса, лишённых, однако, правильных геометрических очертаний. Лишь наблюдатели, пользовавшиеся инструментами средней силы, видели и зарисовывали каналы. Отсюда возникло сильное подозрение, что каналы представляют лишь оптическую иллюзию (обман зрения), возникающую при крайнем напряжении глаза. Много работ и разных опытов было проведено для выяснения этого обстоятельства.
Наиболее убедительными являются результаты, полученные немецким физиком и физиологом Кюлем. Им была устроена специальная модель, изображающая Марс. На темном фоне Кюль наклеил вырезанный им из обыкновенной газеты кружок, на котором было размещено несколько серых пятен, напоминающих по своим очертаниям «моря» на Марсе. Если рассматривать такую модель вблизи, то ясно видно, что она собою представляет,— можно прочитать газетный текст и никакой иллюзии не создается. Но если отойти подальше, то при правильном освещении начинают появляться прямые тонкие полоски, идущие от одного темного пятна к другому и притом не совпадающие со строчками печатного текста.
Кюль подробно исследовал это явление.
Он показал, что три наличии многих мелких деталей и оттенков, постепенно переходящих один в другой, когда глаз не может уловить их «о всех подробностях, возникает стремление объединить эти детали более простыми геометрическими схемами, в результате чего и появляется иллюзия прямых полосок там, где никаких правильных очертаний не имеется. Современный выдающийся наблюдатель Антониади, который в то же время является хорошим художником, рисует Марс пятнистым, с массой неправильных деталей, но без всяких прямолинейных каналов.
Итак, приходится считать, что каналы Марса являются оптической иллюзией и на самом деле их не существует.
Можно подумать, что этот вопрос лучше всего решить три помощи фотографии. Фотографическую пластинку обмануть нельзя: она должна, казалось бы, показать, что же на самом деле имеется на Марсе. К сожалению, это не так. Фотография, которая в применении к звездам и туманностям дала так много, в отношении поверхности планет дает меньше, чем видит глаз наблюдателя в тот же самый инструмент. Объясняется это тем, что изображение Марса, полученное даже с помощью самых больших и длиннофокусных инструментов, на пластинке получается очень малых размеров,— диаметром 'всего .лишь до 2 мм. Конечно, на таком изображении больших подробностей разобрать нельзя. При сильном же увеличении таких фотографий выступает дефект, от которого так страдают современные любители фотографии, снимающие аппаратами типа «Лейка». Именно, выступает зернистость изображения, которая затушевывает все мелкие детали.
Жизнь на Марсе
Однако фотографии Марса, снятые через разные светофильтры, с полной ясностью доказали существование у Марса атмосферы, хотя и значительно более редкой, чем у Земли. Иногда под вечер в этой атмосфере замечаются светлые точки, которые, вероятно, представляют собою кучевые облака. Но вообще облачность на Марсе ничтожная, что вполне согласуется с малым количеством на нем воды.
В настоящее время почти все наблюдатели Марса согласны в том, что темные пятна «морей» действительно представляют области, покрытые растениями. В этом отношении теория Лоуелла подтверждается. Однако здесь до сравнительно недавнего времени имелось одно препятствие. Вопрос усложнился температурными условиями на поверхности Марса.
Так как Марс находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, то он получает в два с четвертью раза меньше тепла. Вопрос о том, до какой температуры может согреть его поверхность такое незначительное количество тепла, зависит от строения атмосферы Марса, представляющей собою «шубу» неизвестной нам толщины и состава.
Недавно удалось непосредственными измерениями определить температуру поверхности Марса. Оказалось, что в экваториальных областях в полдень температура повышается до 15—25° тепла, но под вечер наступает сильное похолодание, а ночь, по-видимому, сопровождается неизменными крепкими морозами.
Условия на Марсе похожи на те, которые наблюдаются у нас на высоких горах: разреженность и прозрачность воздуха, значительное нагревание прямыми солнечными лучами, холод в тени и сильные ночные морозы. Условия, без сомнения, очень суровые, но можно полагать, что растения акклиматизировались, приспособились к ним, а также и к недостатку влаги.
Итак, существование растительной жизни на Марсе можно считать почти доказанным, но относительно животных, а тем более разумных, мы пока ничего определенного сказать не можем.
***
Что касается других планет солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, то на них трудно предполагать возможность жизни по следующим основаниям: во-первых, низкая температура из-за дальности расстояния от Солнца и, во-вторых, ядовитые газы, недавно открытые в их атмосферах,— аммиак и метан. Если эти планеты и имеют твердую поверхность, то она спрятана где-то на большой глубине, мы же видим лишь верхние слои их чрезвычайно мощных атмосфер.
Еще менее вероятна жизнь на самой удаленной от Солнца планете — недавно открытом Плутоне, о физических условиях которого мы пока еще ничего не знаем.
Итак, из всех планет нашей солнечной системы (кроме Земли) можно подозревать существование жизни на Венере и считать почти доказанным наличие жизни на Марсе. Но, конечно, это все относится к настоящему времени. С течением времени, при эволюции планет, условия могут сильно измениться. Об этом из-за недостатка данных мы говорить не будем.
Биологические технологии для колонизации Марса
Колонизация Марса упирается в ключевую проблему: как строить в мире, где нельзя просто привезти материалы с Земли. Теперь ученые нашли неожиданного союзника в лице древних земных микроорганизмов, способных к биоминерализации.
Новые исследования показывают, что специально подобранные бактерии, например, выносливые цианобактерии и карбонатообразующие виды, могут превращать рыхлый марсианский грунт в прочный «биобетон» при комнатной температуре, создавая основу для автономного строительства.
Перспективная технология предполагает использование этих микробов в качестве «живых чернил» для 3D-печати прямо на Марсе. В синергетической паре одни бактерии защищают от радиации и производят кислород, а другие — скрепляют частицы почвы, формируя прочные структуры. Этот подход не только решает инженерную задачу, но и закладывает основу для будущих систем жизнеобеспечения и даже терраформирования, используя ресурсы самой планеты.
Несмотря на реальность концепции, путь к ее реализации полон вызовов. Ученым необходимо детально изучить взаимодействие микробов с реальным марсианским реголитом, радиацией и низкой гравитацией, а инженерам — создать полностью автономных роботов-строителей. Однако каждое исследование в этом направлении приближает тот день, когда человечество сможет назвать Красную планету своим вторым домом.
В марсианском грунте, возможно нашли следы внеземных микроорганизмов, окисляющих железо!
Некоторые земные бактерии, такие как Leptothrix, выживают в экстремальных условиях, окисляя железо для энергии и оставляя микроскопические минерализованные структуры в породах. Астробиологи предполагают, что подобные организмы могли существовать на Марсе, покрытом окислами железа, а также на ледяных спутниках Юпитера (Европа) и Сатурна (Энцелад).
В заболоченных ручьях и дренажных канавах Leptothrix образуют рыже-коричневые волокнистые пленки на камнях и растениях, не нуждаясь в солнечном свете. Эти "чехлы" из соединений железа забивают трубы и фильтры, создавая проблемы для коммунальных служб. Бактерии покидают чехлы, строя новые.
Такие структуры сохраняются в древних породах Земли миллиарды лет, указывая на раннюю жизнь. На Марсе они могли бы стать биосигнатурами — признаками прошлой или нынешней жизни.
Микробиологи Тюбингенского университета (Германия) считают марсианскую среду пригодной для Leptothrix и других железоокисляющих бактерий. Их разнообразные минерализованные следы — потенциальные маркеры жизни. Обнаружение в грунте Марса стало бы историческим событием.
Для анализа нужны сканирующие электронные микроскопы, но они громоздки, энергозатратны и требуют подготовки образцов. Лаборатория на Марсе невозможна, а доставка грунта на Землю — дорого. Ученые предлагают миниатюрный микроскоп для марсоходов или зондов.
Аналогично, на Европе и Энцеладе возможны океаны подо льдом. Зонд "Кассини" выявил в шлейфе Энцелада органические молекулы. Исследователи советуют искать кристаллы сидерита необычной формы — продукт железоокисляющих бактерий — среди частиц пара.
Это открывает путь к новым миссиям по поиску внеземной жизни.






















