Ученые не совсем уверены в том, как зародилась жизнь на Земле, но одна преобладающая теория утверждает, что постоянные циклы влажных и засушливых условий на суше помогли собрать сложные химические строительные блоки, необходимые для микробной жизни. Вот почему лоскутное одеяло из хорошо сохранившихся древних грязевых трещин, обнаруженных марсоходом НАСА «Кьюриосити», так волнует команду миссии.
В новой статье в журнале Nature подробно описывается, как характерный шестиугольный рисунок этих грязевых трещин является первым свидетельством циклов влажно-сухой погоды, происходящих на раннем Марсе.
«Эти грязевые трещины образуются, когда влажно-сухие условия повторяются – возможно, сезонно», – сказал ведущий автор статьи Уильям Рапен из Французского научно-исследовательского института астрофизики и планетологии.
Curiosity постепенно поднимается по осадочным слоям горы Шарп, высота которой составляет 5 километров в кратере Гейла. Марсоход обнаружил трещины в грязи в 2021 году после бурения образца из скальной породы под названием «Понтур», обнаруженной в переходной зоне между слоем, богатым глиной, и слоем, расположенным выше, обогащенным солеными минералами, называемыми сульфатами. В то время как глинистые минералы обычно образуются в воде, сульфаты имеют тенденцию образовываться по мере высыхания воды.
Минералы, преобладающие в каждой области, отражают разные эпохи в истории кратера Гейла. Переходная зона между ними представляет собой запись периода, когда стали преобладать длительные засушливые периоды, а озера и реки, которые когда-то заполняли кратер, начали отступать.
По мере высыхания грязи она сжимается и распадается на Т-образные соединения – это то, что Curiosity обнаружил ранее в «Старом Сокере», скоплении грязевых трещин ниже на горе Шарп. Эти соединения являются свидетельством того, что грязь Олд Соакера образовалась и высохла однажды, в то время как повторяющееся воздействие воды, из которой образовалась грязь Понтура, привело к тому, что Т-образные соединения размягчились и стали Y-образными, в конечном итоге образуя шестиугольный узор.
Шестиугольные трещины в переходной зоне продолжали образовываться даже по мере отложения новых отложений, что указывает на то, что влажно-сухие условия сохранялись в течение длительных периодов времени. ChemCam, прецизионный лазерный прибор Curiosity, подтвердил наличие твердой сульфатной корки по краям трещин, что неудивительно, учитывая близость области сульфатов. Соленая корка сделала грязевые трещины устойчивыми к эрозии и сохранила их на миллиарды лет.
Правильные условия
«Это первое ощутимое свидетельство того, что древний климат Марса имел такие регулярные, как на Земле, циклы влажности и засухи», — сказал Рапин. «Но еще более важно то, что циклы влажно-сухой полезны – а может быть, даже необходимы – для молекулярной эволюции, которая может привести к жизни».
Хотя вода необходима для жизни, необходим тщательный баланс – не слишком много воды и не слишком мало. Условия, которые поддерживают микробную жизнь (например, те, которые позволяют озеру существовать долго), не совпадают с условиями, которые, по мнению ученых, необходимы для стимулирования химических реакций, которые могут привести к жизни. Ключевым продуктом этих химических реакций являются длинные цепочки молекул на основе углерода, называемых полимерами, включая нуклеиновые кислоты, молекулы, которые считаются химическими строительными блоками жизни, какой мы ее знаем.
Циклы влажно-сухой контролируют концентрацию химических веществ, которые питают фундаментальные реакции, ведущие к образованию полимеров.
«Эта статья расширяет круг открытий, сделанных Curiosity», — сказал научный сотрудник миссии Эшвин Васавада из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «За 11 лет мы нашли множество доказательств того, что на древнем Марсе могла существовать микробная жизнь. Теперь миссия обнаружила доказательства условий, которые также могли способствовать зарождению жизни».
Открытие грязевых трещин Понтура, возможно, фактически предоставило ученым первую возможность изучить остатки котла жизни. Тектонические плиты Земли постоянно перерабатывают ее поверхность, хороня образцы ее добиотической истории. На Марсе нет тектонических плит, поэтому сохранились гораздо более древние периоды истории планеты.
«Нам очень повезло, что рядом есть такая планета, как Марс, которая до сих пор хранит память о естественных процессах, которые, возможно, привели к возникновению жизни», — сказал Рапин.
