2014-04-29

Життя на Марсі

5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (2 голосів)

Життя на Марсі

Ще понад сто років тому англійський письменник-фантаст Герберт Уеллс допускав, що життя на Марсі існує: у своєму романі «Війна світів» він описав захоплення нашої планети марсіанами. На щастя, поки це так і залишилося фантазією автора.

Як відомо, учені проводять різні експерименти з пошуку життя у Всесвіті. І деякі дослідники вважають, що одним з місць, де може існувати якась форма життя, є планета Марс. Чому ж учені зупинилися саме на цій планеті? Справа в тому, що Марс вважають двійником Землі. За відстанню до Сонця він іде відразу після Землі. Діаметр Марса чи не вдвічі менший від діаметра нашої планети. Один оборот навколо Сонця Марс здійснює майже за два роки. А от тривалість марсіанського дня практично збігається із земним.

При спостереженні за Марсом астрономи відзначили деякі деталі, які свідчать, що на цій планеті можуть існувати якісь форми життя. По-перше, на Марсі, як і на Землі, є пори року. По-друге, атмосфера планети містить невелику кількість водяної пари, що сприяє розвитку життя.

Природні умови на Марсі 

Атмосфера цієї планети дуже розріджена в порівнянні з атмосферами Землі і Венери і тиск у поверхні оцінюється величиною, майже в сто разів меншою, ніж біля поверхні Землі. Основною складовою атмосфери є вуглекислий газ з невеликими домішками аргону, азоту і кисню.

Виявилося, що аргон на Марсі не такий, як на Землі. Аргон в земній атмосфері складається з кількох ізотопів, причому найбільше аргону, що утворився від розпаду радіоактивного калію з атомною вагою 40. На другому місці – нерадіогенний ізотоп аргону з атомною масою 36. А на Марсі радіогенного аргону набагато більше, ніж нерадіогенного. Це може означати лише одне. Всі процеси дегазації, утворення атмосфери йшли менш інтенсивно, ніж на Землі, і тому первинного, нерадіогенного аргону в атмосфері Марса менше, ніж в атмосферах Землі і Венери.

Взагалі кажучи, визначення концентрацій благородних газів в атмосферах планет виключно важливе саме для вивчення еволюції планети, оскільки порівняння вмісту благородних газів в метеоритах і планетах дає можливість судити про термічну історію планет і еволюції їх атмосфер.

Температури поверхні Марса дуже низькі і становлять на полюсах величину порядку - 140 градусів Цельсія, а на екваторі в денний час досягають 28 градусів. Поверхня Марса має червонуватий відтінок, що пов'язано з наявністю на ній оксидів заліза. Не можна виключити, що тут можуть йти процеси фотохімічного синтезу простих органічних молекул, оскільки поверхні Марса досягає ультрафіолетове випромінювання Сонця.

Для перевірки цього припущення були проведені деякі експерименти. Вони продемонстрували утворення альдегідів в умовах, що моделюють марсіанський клімат. Однак якщо альдегіди і присутні на поверхні Марса, концентрація їх дуже мала, не більше 0,0000001 грама на квадратний сантиметр.

У результаті польотів до Марса автоматичних станцій з'ясувалися надзвичайно цікаві особливості рельєфу цієї планети. На фотографії, отриманій з автоматичної станції «Марінер-9», чітко видно утворення, що нагадує русло висохлої річки. Пізніше автоматичні станції «Вікінг» підтвердили це іншими знімками. Ці фотографії викликають здивування в першу чергу тому, що, з одного боку, атмосферний тиск занадто низький, щоб могли існувати відкриті водойми, а з іншого боку, на Марсі дуже часті пилові бурі, і тому за геологічні часи русла колишніх річок повинні були б просто зникнути під шаром пилу.

Саме з цієї точки зору великий інтерес представляють гіпотези періодичних змін клімату Марса. Зупинимося на них трохи докладніше, оскільки саме вони залишають ще деякі надії для пошуку життя на Марсі. Дійсно, в нинішніх умовах важко очікувати, що Марс – зелена планета. На її поверхню падає згубний для земних форм життя потік ультрафіолету, а низькі середні температури і малі кількості води роблять дуже і дуже сумнівною можливість зародження та існування навіть примітивних форм життя на цій планеті.

Можливі, правда, локальні зміни подібних умов. Пом'якшення екології можна очікувати, наприклад, в районах активного вулканізму на Марсі. Але існують інші моделі – моделі часових змін клімату планети.

Якщо спостерігати Марс в телескоп, легко можна помітити, як щороку влітку випаровується південна полярна шапка. У той же час північна полярна шапка площею близько 100 тисяч квадратних кілометрів ніколи не тане до кінця.

При таненні південної полярної шапки частково оголюються кратери, і тому можна провести приблизну оцінку її товщини. Ця оцінка дає значення багатьох десятків метрів, причому можна думати, що на південному полюсі є райони з ще більшою глибиною сніжного покриву. Товщину північної полярної шапки важко оцінити на підставі спостережних даних. І тим не менше деякі вчені вважають, що товщина крижаного покриву весняного залишку північної шапки досягає одного кілометра.

Якщо припустити, що середня щільність крижаного покриву становить 1 грам в кубічному сантиметрі, то при випаровуванні залишку північної полярної шапки можна отримати дуже щільну атмосферу, як на Землі. Ось тоді, природно, і з'являється можливість існування відкритих водойм на планеті. Вода в атмосферу і на поверхню Марса може поставлятися із шару вічної марсіанської мерзлоти під час періодичних потеплінь. Розрахунки показують, що марсіанська весна повинна наступати кожні 20 - 50 тисяч років.

Звичайно ж, ми повинні враховувати не тільки глобальні зміни клімату Марса. На ньому можуть бути оазиси, де в принципі можливе життя. Найбільший з відомих вулканів у сонячній системі Nix Olimpica знаходиться на Марсі, і є всі підстави припускати, що на цій планеті вулканізм – постійно діючий фактор. Ось в цьому випадку на поверхні Марса і можуть бути оазиси, в яких, можливо, навіть зараз живуть примітивні мікроорганізми.

Кілька слів з приводу сезонної хвилі потемніння, яку протягом ста років пов'язували з цвітінням марсіанської рослинності. Потемніння поверхні Марса починається навесні. Хвиля потемніння рухається від полярних шапок до екватора зі швидкістю близько 30 кілометрів на добу. (Термін «потемніння» не зовсім точний. Насправді астрономи спостерігають зростання контрастності різних ділянок поверхні Марса.) Зараз можливість утворення хвилі потемніння за рахунок біологічних процесів виключена. Її найбільш переконливо пояснює зміна сезонних вітрових режимів Марса з урахуванням перенесення пилових частинок. Саме сезонне перенесення пилу змінює контраст різних ділянок поверхні Марса.

Однак остаточний висновок про біогенність Марса можна зробити лише після дуже широкого кола експериментів з пошуку життя на цій планеті.

Пошуки життя на Марсі

Лише у ХХ столітті людство отримало достатні технічні можливості для пошуку життя на Марсі. І пошуки ці йшли із перемінним успіхом.

У листопаді 1962 року стартувала перша автоматична станція із серії радянських апаратів «Марс». Зі станцією вдалося провести 61 сеанс, після чого зв'язок з нею був втрачений.

У 1971 році до Марса запускають дві нові станції – «Марс-2» і «Марс-3». Зі станції «Марс-2» була скинута капсула, прилади якої, досягнувши поверхні планети, вийшли з ладу. Від станції «Марс-3» відокремився спусковий апарат, який здійснив м'яку посадку. Однак ніякої наукової інформації від нього отримати не вдалося. Самі станції стали штучними супутниками Марса, за їх допомогою було виконано одинадцять наукових експериментів. Сім з них пов'язані з вивченням планети – це дистанційні вимірювання температури ґрунту, дослідження рельєфу поверхні, складу і будови атмосфери. Корисні відомості, але далеко не в тому обсязі, який планувався.

Останній сеанс вимірювань з навколомарсіанської орбіти автоматична станція «Марс-3» провела 12 березня 1972 року, але результат ультрафіолетового сканування залишився незрозумілим і досі. Фотометр станції зафіксував чітко окреслений світловий відблиск, який повторився при скануванні. Відблиск нагадував сонячного зайчика на відкритому водному просторі. Але таких на Марсі немає! Природа цього явища не з'ясована.

У 1973 році до Марсу вилетіли ще чотири станції. Мета нового космічного експерименту – дослідження планети одночасно з орбіти її штучного супутника і безпосередньо на поверхні. Спусковий апарат станції «Марс-6» вперше в історії космонавтики виконав прямі вимірювання температури і тиску марсіанської атмосфери, а штучний супутник «Марс-5» провів дослідження хімічного складу атмосфери. Важливу інформацію принесли фотографічні і телевізійні зображення поверхні Марса. Вдалося також провести первинний аналіз порід ґрунту.

І все ж, як зазначають деякі дослідники, апарати занадто швидко, загадково швидко вичерпували свій ресурс і втрачали зв'язок із Землею, тоді як на Місяці або під час польотів за іншими напрямами в Сонячній системі подібні станції демонстрували вражаючу життєстійкість.

Два роки після польоту «Марса-3» електронне око американської станції «Марінер», яка пролітала біля Червоної планети, теж зафіксувало якийсь яскравий об'єкт. Його світло порушило систему навігації цієї міжпланетної станції, збивши орієнтацію «Марінера» на «опорну» зірку. Фахівці НАСА чимало помучилися над цією проблемою і в своєму колі назвали невідомий об'єкт «космічний вурдалак».

У середині 70-х років американці відправили на Марс два своїх апарати «Вікінг». Центральними експериментами «Вікінгів» були експерименти із пошуку життя на Марсі. Експерименти ділилися на дві групи.

Перша група – аналіз проб ґрунту на присутність у ньому органічних молекул. Ці досліди проводили за допомогою бортового хроматомас-спектрометра дуже високої чутливості: багато сполук виявляються цим приладом навіть у тому випадку, якщо вони присутні в пробі у кількості, меншій ніж одна частина на мільярд.

Що ж це за прилад? Він являє собою хроматографічну розділову колонку, поєднану із входом в іонне джерело мініатюрного мас-спектрометра. Початкова ділянка колонки зв'язана з пічкою, в якій спалюються проби марсіанського ґрунту.

При спалюванні складних органічних сполук зазвичай утворюються леткі речовини – нітрили, альдегіди, бензол та інші досить прості продукти. Потрапляючи всі разом в хроматографічну колонку, вони виходять з неї в різний час, і тому мас-спектрометр аналізує вже не складну суміш речовин, а індивідуальні прості сполуки, спектри яких добре відомі.

Керівники програми «Вікінг» виходили з природного припущення, що якщо життя на поверхні Марса існує, то її повинні супроводжувати досить складні органічні сполуки.

Але дуже чутливий прилад «Вікінга» не виявив у ґрунті ніяких органічних молекул! Було зафіксовано лише присутність води в зовсім малих дозах - 0,1 - 1 відсоток. Ці результати (вони були чи не одними з перших, переданих на Землю) нанесли сильний удар по оптимізму прихильників «життя на Марсі». Адже дослідники розраховували виявити на поверхні Марса хоча б продукти абіогенного синтезу. Ми вже говорили, що альдегіди, наприклад, в принципі можуть утворюватися з атмосферних компонентів під дією ультрафіолетового випромінювання. Правда, концентрація таких сполук має бути дуже низькою, оскільки ультрафіолет, що їх утворює, здійснює одночасно і сильну руйнівну дію.

Тому керівники програми вирішили «копнути глибше» – взяти пробу на аналіз з-під каменя, де органічні сполуки захищені від ультрафіолету і повинні були б зберегтися. Але й тут учених спіткала невдача. У цій пробі органіки також не було.

Здавалося, питання вирішене: Марс – біологічно мертва планета. Але тут на Землю стала надходити інформація, яку отримали в результаті інших експериментів, чисто біологічних. Цих експериментів було три.

Перший полягав у вивченні фотосинтетичного засвоєння гіпотетичною марсіанською мікрофлорою мічених 14CO2 і 14СО. Проби ґрунту помістили в невеликий замкнутий об'єм (камеру). У камері було змонтовано мініатюрний освітлювач, що імітує сонячне світло, а всередину замість марсіанського повітря вводилися 14CO2 і 14СО. Автори цього експерименту припускали, що якщо в пробі ґрунту містяться мікроорганізми, то вони можуть під дією сонячного світла засвоювати 14CO2 і 14СО, включаючи в молекули клітинної речовини радіовуглець з газової фази.

Після експонування зразків ґрунту на світлі вони піддавалися поступовому нагріванню. Спочатку при нагріванні і продувці інертним газом забирали всі вихідні і сорбовані гази. Потім температура підвищувалася до 600 градусів Цельсія, і відбувалося термічне розкладання гіпотетичних марсіанських мікроорганізмів, при якому повинна була б виділятися вуглекислота з радіовуглецем, що перейшов до складу цих організмів з вихідної газової фази. Для фіксації міченого радіовуглецю служив лічильник радіоактивності, який і зареєстрував шуканий сигнал. Контрольний зразок, що пройшов попередню термічну обробку, дав негативний результат.

У другому експерименті вивчали добре відомий для земних умов факт «дихання ґрунту». Якщо взяти зразок ґрунту та зволожити його, то всі процеси життєдіяльності мікроорганізмів тут ніби посилюються, активніше виділяються гази: азот, вуглекислота, кисень. Прилади «Вікінгів» зареєстрували виділення зі зволоженої проби кисню і вуглекислоти.

У третьому досліді до проби ґрунту додавалося живильне рідке середовище, яке містило мічені радіоактивні сполуки – амінокислоти, лактат та інші. Цей метод широко використовують мікробіологи для вивчення обміну речовин у земній мікрофлорі. Мікроорганізми, засвоюючи ці сполуки, окислюють їх до вуглекислоти, яка радіоактивна, бо містить 14С. На «Вікінгах» лічильники радіоактивності зареєстрували зростання числа імпульсів, що може свідчити про присутність в пробі мікрофлори.

Добре відомо, що кожен біологічний експеримент вимагає контролю. Як були організовані контрольні досліди на «Вікінгах»? Ті ж самі процедури, про які ми щойно говорили, дублювалися на зразках, попередньо нагрітих до 170 градусів Цельсія. Якщо в цих пробах і було життя, побудоване за земною моделлю, то воно було знищене при нагріванні. Значить, всі процеси обміну і засвоєння не повинні були відбуватися, і відповідно не можна в цьому випадку було очікувати сигналів від датчиків у всіх трьох біологічних експериментах.

Так от, найцікавішим було те, що сигнали від датчиків в дослідах з попередньо простерелізованим при температурі 170 градусів Цельсія зразком були відсутні.

Отже, маємо суперечність. Хоча криві, що фіксують виділення СО2, і несхожі на ті, які виходять на Землі, але зростання кількості міченої вуглекислоти очевидне, і вся серія біологічних експериментів не узгоджується з хроматомас-спектрометричним аналізом.

Спробуємо розібратися в цьому протиріччі. Тут відкриваються, принаймні, дві можливості.

Перша полягає в тому, що слід прийняти висновок: життя на Марсі немає (принаймні, у місцях посадки «Вікінгів»). У цьому випадку результати біологічних експериментів можуть бути пояснені таким чином: мічені сполуки, що містилися в рідкому поживному середовищі, були окислені до 14С02 чисто неорганічним шляхом.

Справа в тому, що через відсутність на Марсі захисного озонового екрану на поверхню планети падає потік жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця. При опроміненні ультрафіолетом мінерали Марса сильно можуть змінювати свої властивості. На їх поверхні можуть утворюватися активні центри, що надають мінералам властивості сильних каталізаторів, які прискорюють різноманітні хімічні реакції.

Друга можливість – зробити висновок, що життя на Марсі є.

Але як же поставитися в цьому випадку до результатів хроматомас-спектрометрії? Пояснення можна знайти і тут.

Якщо концентрація клітин в марсіанському ґрунті низька, наприклад, як у нас в Антарктиці, хроматомас-спектрометри «Вікінгів» могли не відчути цих клітин. А біологічні тести? Вони націлені на вивчення результатів тривалого процесу, коли навіть одна клітина може змінити склад живильного середовища.

Уявімо собі таку ситуацію: марсіанські мікроорганізми знаходилися в анабіозі. Вони «прокинулися» в посадковому модулі «Вікінга» в умовах земного живильного середовища і стали поглинати незнайому їжу. Почалося виділення СО2 в газову фазу. Але їжа виявилася неприйнятною для інопланетної мікрофлори. Марсіанські мікроорганізми загинули. Приріст міченої вуглекислоти припинився.

Як бачимо, інтерпретація результатів може бути взаємовиключною.

А потім настала пора ще більш вражаючих невдач. У липні 1988 року до Марсу вирушили два радянські космічні апарати «Фобос-1» і «Фобос-2». Вони повинні були зробити знімки і провести дослідження Фобоса – супутника Марса, «неправильна» орбіта і характеристики якого давно викликали здивування вчених. Частина унікальної апаратури станцій була аналогом бойової системи протисупутникової оборони.

Експедиція, як відомо, закінчилася повним провалом. «Фобос-1» зійшов із траєкторії і втратив зв'язок із Землею ще на підході до Марса. З другим апаратом зв'язок теж раптово було втрачено з невідомої причини. Але за кілька годин до загибелі «Фобос-2» встиг передати на Землю незвичайні знімки: на поверхні Марса – темна смуга, схожа на тінь від якогось веретеноподібної об'єкта, що літає на великій висоті над планетою.

Що це було? Чи не атака чи НЛО на наш апарат? Фахівці не виключають такої версії. Потім, після багаторічної паузи в дослідженні Марсу, чергова загадкова невдача спіткала й американську міжпланетну станцію «Марс-Обсервер». 21 серпня 1993 року НАСА втратило зв'язок із нею. Це сталося біля самої Червоної планети. «Марс-Обсервер» повинен був зайняти полярну орбіту заввишки 390 кілометрів і за один марсіанський рік (687 діб) дванадцять разів сфотографувати поверхню Марсу з високою роздільною здатністю, яка дозволяє вивчати крижані шапки і піщані дюни.

Передбачалося також, що станція зробить знімки за допомогою вузькокутового об'єктиву з роздільною здатністю близько півтора метра, що дозволило б без посадки на планету виявити сліди будь-яких форм життя, якщо вони коли-небудь існували на планеті.

У США ніяк не очікували подібного фіаско, особливо після того, як надзвичайно успішно завершилися наддалекі польоти автоматичних станцій «Піонер» і «Вояджер» до периферії Сонячної системи.

Отже, на Марс було надіслано 10 радянських космічних апаратів. Проте жоден з них не виконав програму до кінця, причому на планету сіли тільки два кораблі (стільки ж і у американців). І справа, схоже, не в поганій якості техніки. На Венеру, атмосфера якої менш гостинна, літало в два рази більше кораблів, і здебільшого успішно (здійснили посадку 15 кораблів).

Чи є життя на Марсі

Розумне життя на Марсі

Чи можливе розумне життя на Марсі? Відкриття фахівця НАСА Вінсента ді Піастро робить це питання ще більш інтригуючим. Виявлений ним «марсіанський сфінкс» – це розташована в південній частині Ацидалійської долини скеля, зображення якої на фотознімках нагадує звернене до неба людське обличчя. Керівник програми «Вікінг» К. Снайдер вважає, що це всього лише скельне утворення, яке набуло химерних обрисів в результаті гри світла і тіней. Його не підтримав російський академік Р. Сагдєєв. Дивне утворення висотою до 500 метрів і більше 1500 метрів впоперек дуже схоже на штучну споруду.

У 1994 році група вчених, що зробили скрупульозне вивчення загадкового знімка, об'єдналася в асоціацію «Місія-Марс». Результати досліджень привели їх до висновку, що «обличчя» знаходиться на території марсіанського міста, яке вони назвали Цидонієм.

Фахівцю з комп'ютерної графіки Марку Карлотта вдалося створити тривимірну модель «портрета гуманоїда», і вона не втрачала схожості з людським обличчям при будь-якому освітленні.

Ді Піастро і його колега вчений Молексар обробили знімок «кам'яного лиця» за допомогою комп'ютера і на отриманій фотографії виявили очні яблука з зіницями, побачили зуби в злегка відкритому роті, а на освітленій сонцем щоці з подивом помітили кам'яну 50-метрову сльозу! Складалося враження, що знімок ніс інформацію про якусь катастрофу – можливо, про загибель цивілізації.

Комп'ютер також показав, що зачіска у «марсіанського сфінкса» нагадує зачіски древніх асирійців і єгиптян. Це дозволило вченим припустити, що високорозвинені марсіани відвідували нашу планету на зорі людської історії або ж асимілювалися з жителями Землі в ті далекі часи.

Проте нові фотознімки високого розширення поверхні Марса, зроблені орбітальним апаратом Європейського космічного агентства (ESA) ”Марс-експрес”, укріпили версію про те, що знаменитий ”Марсіанський сфінкс” – природне кам’яне утворення.

Примітивне життя на Марсі

7 серпня 1996 року НАСА заявило, що на знайденому в Антарктиді метеориті, імовірно викинутим Марсом 1,5-3,6 мільярдів років тому, який зіткнувся з Землею близько 13 тисяч років тому, виявлені органічні сполуки і скам'янілі сліди, схожі на бактерії. Збільшення кількості цих слідів з глибиною свідчило про їх космічне походження.

Останні відкриття наявності рідкої води на поверхні та метану в атмосфері планети відкривають нові можливості у побудові гіпотез про імовірне існування певної форми життя на планеті Марс. Але для того, щоб можна було робити якісь конкретні висновки потрібні нові дослідження, в тому числі і за допомогою дорогих космічних апаратів. Проте ці дослідження вже не за горами.

За матеріалами: nplit.ru.

 

Читайте також:

 

Коментарі:

blog comments powered by Disqus