Марс таит секреты под ногами: учёные нашли сеть каналов, где вода течёт, несмотря на лютый мороз

Марс предстает перед нами холодным и безжизненным миром со средней температурой около минус 60 градусов Цельсия, где в полярных регионах столбик термометра мог бы опуститься до отметки в минус 150. Его разреженная атмосфера и слабое магнитное поле практически не защищают поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения и заряженных частиц из космоса, создавая условия, казалось бы, полностью исключающие возможность существования жизни. Однако новое исследование предлагает интригующую гипотезу: под слоем мерзлого грунта Красной планеты может скрываться сеть микроскопических каналов с жидкой водой, где могли бы обитать микроорганизмы.

Наследие водного прошлого

С тех пор как первые космические аппараты начали изучать Марс с близкого расстояния, ученые обнаружили неоспоримые свидетельства его влажного прошлого. Высохшие русла рек, глубокие каньоны и характерные осадочные отложения ясно указывают на то, что когда-то по поверхности этой планеты текла жидкая вода. Позднее были найдены и значительные запасы водяного льда, скрытые в недрах и на поверхности. Однако главный вопрос оставался открытым: существует ли там сегодня жидкая вода, являющаяся непременным условием для жизни в том виде, в каком мы ее знаем?

Проблема в том, что из-за крайне низкого атмосферного давления (в 160 раз меньше земного) жидкая вода не может стабильно существовать на марсианской поверхности — она бы мгновенно закипала и превращалась в пар. Но у этой, казалось бы, безвыходной ситуации нашлось потенциальное решение.

Солевой ключ к загадке

На Марсе повсеместно обнаруживаются различные соли. Эти соединения обладают удивительным свойством — они значительно понижают температуру замерзания воды. Образующийся солевой раствор, или рассол, может оставаться жидким при температурах на десятки градусов ниже нуля по Цельсию.

"В результате могут образовываться тонкие пленки или мелкие лужицы соленого раствора, которые остаются жидкими даже при сильном морозе", — пояснили планетологи.

Такие рассолы, вероятно, существуют недолго и образуются в защищенных местах — на дне кратеров, в теневых участках или, что наиболее интересно, под слоем грунта, где они лучше защищены от испарения и внешнего излучения.

Мир под поверхностью

Команда американских планетологов под руководством Ханны Сайзмор из Института планетарных наук в Аризоне решила проверить, может ли в вечной мерзлоте Марса существовать сеть заполненных водой микроскопических каналов. Ученые использовали данные о составе грунта, собранные посадочным модулем NASA "Феникс" еще в 2008 году, и смоделировали, сколько льда может растаять при наличии солей-антифризов.

Их компьютерные модели показали обнадеживающий результат: при наличии определенных солей в грунте может образовываться до 5% жидкой воды от общей массы. Эта вода способна протекать по чрезвычайно узким каналам шириной всего около пяти микрометров — это примерно в 10 раз тоньше человеческого волоса.

Сравнительная таблица потенциальных сред обитания

Несмотря на микроскопические размеры, этих каналов достаточно, чтобы в них мог поместиться микроб и получать из окружающей породы необходимые для жизни вещества. Расчеты указывают, что такие обширные сети водяных жил должны быть распространены на широтах выше 50-го градуса, то есть в приполярных областях Марса.

А что если…

Если марсианская микробная жизнь действительно существует, эти заполненные рассолом микротоннели могут стать для нее идеальным убежищем. Они обеспечивают защиту от радиации, стабильную температуру и главное — доступ к жидкой воде, хотя и очень соленой.

Сложности и альтернативный взгляд

У предложенной гипотезы, конечно, есть свои слабые места. Главная проблема — температура. Даже соленый рассол при марсианских условиях остается чрезвычайно холодным, и неизвестно, сможет ли какая-либо известная нам жизнь функционировать в такой среде.

Однако, как отмечает планетолог Брюс Джакоски из Колорадского университета в Боулдере, мы не должны судить о потенциальной жизни на Марсе, основываясь исключительно на земных стандартах.

"Вероятно, марсианские микробы могли адаптироваться к местным условиям за миллиарды лет эволюции и теперь процветают в этой среде", — считает Брюс Джакоски.

Возможно, гипотетические марсианские организмы выработали уникальные биохимические механизмы, позволяющие им не просто выживать, но и активно metabolize в этих экстремальных условиях.

Три факта о воде на Марсе

1. Лед на Марсе существует не только в полярных шапках, но и в средних широтах, где он скрыт под тонким слоем грунта.

2. Некоторые соли, обнаруженные на Марсе, такие как перхлораты, могут поддерживать воду в жидком состоянии при температурах до -70°C.

3. В 2018 году радар орбитального аппарата Mars Express обнаружил то, что интерпретируется как подледное озеро жидкой воды near южного полюса планеты, однако этот вывод остается дискуссионным.

FAQ

Почему эти каналы с водой до сих пор не обнаружены?
Микроскопические размеры каналов (около 5 микрометров) делают их невозможными для обнаружения с орбиты. Для их поиска потребуются специальные приборы на посадочных аппаратах или, возможно, образцы грунта, доставленные на Землю.

Могут ли земные микробы выжить в таких условиях?
Некоторые земные экстремофилы, такие как галофилы (солелюбивые организмы) и психрофилы (холодолюбивые организмы), демонстрируют удивительную устойчивость к подобным условиям, но полных аналогов марсианской среды в природе Земли не существует.

Как можно проверить эту гипотезу?
Для проверки потребуется новая миссия, способная бурить грунт на достаточную глубину в средних широтах Марса и проводить in-situ анализ с помощью мощных микроскопов и химических анализаторов.

Исторический контекст

Поиск жизни на Марсе прошел долгий путь от спекуляций о "марсианских каналах" в XIX веке до целенаправленных научных исследований с помощью космических аппаратов. В 1970-х годах миссии "Викинг" впервые попытались обнаружить признаки жизни непосредственно в марсианском грунте, но их результаты оказались неоднозначными. С тех пор стратегия сместилась от поиска сложных форм жизни к обнаружению следов древней или существующей сегодня микробной жизни, а также к поиску мест, где такая жизнь могла бы сохраняться.

Открытие солей-антифризов и подповерхностного льда постепенно сместило фокус исследований с экваториальных регионов на средние и высокие широты, где условия могут быть более благоприятными для сохранения жидкой воды. Гипотеза Ханны Сайзмор и ее коллег логично продолжает эту тенденцию, предлагая конкретный механизм и место, где следующее поколение марсианских миссий могло бы сосредоточить свои поиски ответа на один из самых фундаментальных вопросов науки: одиноки ли мы во Вселенной.