Астрономия

На протяжении нескольких десятилетий ученые задаются вопросом: есть ли на Красной планете жидкая вода и существует ли в ней жизнь? Авторы нового исследования предположили, что под толщей марсианского грунта скрывается сеть небольших каналов с жидкой водой, где могут обитать живые организмы.

Марс — холодная и сухая планета. Средняя температура там составляет минус 60 градусов Цельсия, а в полярных регионах столбики термометра опускались бы до минус 150.

Поверхность Марса сильно облучается: ее «бомбят» как ультрафиолетовые лучи, так и заряженные частицы (солнечные вспышки и галактические космические лучи). Это связано с тем, что атмосфера Красной планеты очень разрежена, а магнитное поле крайне слабое, поэтому большая часть излучения доходит до поверхности, что усложняет сохранность органики и выживание организмов на открытом пространстве.

Во второй половине XX века, с началом «эпохи космических аппаратов», ученые впервые увидели Марс крупным планом. Тогда же исследователи обнаружили на Красной планете высохшие русла, каньоны и отложения — признаки того, что в далеком прошлом там текла жидкая вода. Чуть позже, с помощью все тех же аппаратов, планетологи нашли большие залежи водяного льда, скрытого как под поверхностью, так и находящегося на ней. Оставался главный вопрос: что на счет жидкой воды, необходимой для жизни?

Марс известен своими экстремальными условиями — ночными низкими температурами и атмосферным давлением, которое в среднем в 160 раз меньше земного. В подобных ситуациях жидкая вода не может стабильно существовать на поверхности, она будет быстро «закипать» и превращаться в водяной пар.

Однако на Марсе обнаружено много солей, которые способны образовывать «солевые растворы». Такие растворы замерзают при значительно более низких температурах, чем жидкая вода, — на десятки градусов ниже нуля, а в лабораторных условиях для некоторых составов переставали замерзать при еще более низких температурах.

В результате могут образовываться тонкие пленки или мелкие лужицы соленого раствора, которые остаются жидкими даже при сильном морозе. По мнению ряда ученых, такие рассолы часто временные, существуют или в защищенных нишах на поверхности (дно кратеров, теневые участки), или под слоем грунта.

Открытие солей и потенциальных соленых растворов заставило исследователей пересмотреть старые модели: если на поверхности либо под ней образуются такого рода структуры, то в отдельных условиях может существовать жидкая вода, а в ней гипотетически возможна и микробная жизнь.

Команда американских планетологов под руководством Ханны Сайзмор (Hanna Sizemore) из Института планетарных наук в штате Аризона решила проверить, могут ли в приповерхностных областях марсианской вечной мерзлоты существовать каналы с жидкой водой. Ученые использовали данные о составе марсианского грунта, собранные космическим аппаратом NASA «Феникс» в 2008 году, и рассчитали, сколько льда там может растаять, если в нем есть соли, которые мешают воде замерзать.

Такой феномен хорошо известен на Земле. Даже в самых холодных регионах нашей планеты, между частичками льда и грунта, существуют крошечные пленки и жилки соленой воды, не замерзающей при низких температурах.

Компьютерные модели показали, что если в марсианском грунте есть соли, то в нем может появляться немного жидкой воды — примерно пять процентов от всей массы. Эта вода может течь по очень узким каналам, толщина которых не превышает пяти микрометров, то есть примерно в 10 раз меньше толщины человеческого волоса. Несмотря на столь маленький размер, эти каналы достаточно большие, чтобы внутри мог поместиться микроб и получать из окружающей среды вещества, нужные для жизни.

По расчетам, такие обширные сети водяных жил должны быть распространены на широтах выше 50-го градуса широты. Если микробная жизнь на Марсе действительно существует, такие микроскопические каналы станут идеальным местом для ее поиска.

Правда, у гипотезы есть проблемное место — температура. Даже если соль не дает воде полностью замерзнуть, в этих подповерхностных жилах может быть очень холодно, да и не факт, что организмы в подобных условиях смогут выжить. По крайней мере, это характерно для земной микробной жизни.

Американский планетолог Брюс Джакоски (Bruce Jakosky) из Колорадского университета в Боулдере напомнил, что не стоит судить о возможной жизни на Марсе только по тому, что мы знаем о жизни на Земле. Вероятно, марсианские микробы могли адаптироваться к местным условиям за миллиарды лет эволюции и теперь процветают в этой среде.

Научная работа опубликована в журнале Icarus.