«На основании базовых физических и химических расчетов мы показали, что под поверхностью древнего Марса было достаточно растворенного водорода для глобальной подповерхностной биосферы, — считает Джесси Тарнас, ведущий автор исследования. — Условия в этой обитаемой зоне аналогичны местам существования подземной жизни на Земле».
Такие места на Земле называются подповерхностной литотрофной микробной экосистемой (ПЛиМЭ). В отсутствие солнечного света подземные микробы получают энергию, отделяя молекулы от электронов. Для этого отлично подходит водород, пишет Phys.org.
Новое исследование показывает, что радиолиз, расщепляющий ионизирующим излучением молекулы воды на составляющие ее водород и кислород, мог создать большие запасы водорода и на Марсе.
По оценкам ученых, концентрации этого газа в коре около четырех миллиардов лет назад приблизительно равнялось уровню концентрации водорода на Земле сейчас.
После того как несколько десятков лет назад на Марсе были обнаружены древние высохшие реки и озера, ученые обсуждают возможность существования на Красной планете жизни. Современные климатические модели указывают на то, что температура несколько миллиардов лет назад редко поднималась выше нуля, то есть ранний период существования рек и озер был мимолетным. Это не лучший сценарий для сохранения жизни на поверхности, поэтому многие ученые выдвинули предположение о том, что, возможно, под поверхностью планеты у марсианской жизни было больше шансов.
Вопрос заключался в том, какова была природа этой жизни и откуда бралась энергия? Поскольку на Земле подобные условия существуют благодаря радиолизу, исследователи решили изучить проблему с этой стороны. Они взглянули на данные гамма-спектрометра на борту орбитального аппарата NASA «Марс Одиссей», и отметили избыток радиоактивного тория и калия в марсианской коре. На этом основании они смогли сделать вывод о наличии третьего радиоактивного элемента — урана.
Излучение этих трех элементов обеспечивает радиолизное разложение воды. А поскольку элементы распадаются с постоянной скоростью, на основании современных запасов можно рассчитать содержание веществ четыре миллиарда лет назад.
Следующий шаг состоял в том, чтобы установить объемы воды, на которую воздействовала радиация. Геологические данные указывают, что в пористых скалах Марса могло содержаться достаточно грунтовых вод. Взяв за основу данные о плотности коры планеты, ученые грубо прикинули, сколько ее могло бы там быть.
Наконец, при помощи геотермальных и климатических моделей они определили, где вероятнее всего могла существовать жизнь под поверхностью Марса. Там должно было быть не слишком холодно, чтобы вода не замерзала, но и не слишком жарко, как у раскаленного ядра планеты.
Расчеты показали, что обитаемая зона должна была лежать в нескольких километрах под поверхностью Марса. Там радиолиз мог обеспечить достаточно водорода для поддержания жизни микробов. И эта зона могла существовать сотни миллионов лет.
Ученые не утверждают, что жизнь непременно существовала на Марсе в то время, но указывают на то, что если она там действительно зародилась, то у нее было достаточно ингредиентов, чтобы развиваться в течение сотен миллионов лет. Кроме того, их работа может подсказать, где именно стоит искать следы марсианской жизни.
«Один из самых интересных вариантов для исследования Марса — поиск блоков мегабактерий: кусков камня, поднявшегося на поверхность в результате удара метеорита, — говорит Тарнас. — Многие из них из обитаемой зоны и теперь находятся на поверхности по большей части в прежнем состоянии».
