Марс, один із найближчих до нас планетарних сусідів, протягом сотень років зачаровував людей, частково через свою подібність до Землі. Він приблизно такого ж розміру, містить схожі породи та мінерали й знаходиться не набагато далі від Сонця. Через численні спільні риси Марса й Землі вчені давно замислювалися, чи міг Марс колись підтримувати життя. Сьогодні Марс дуже холодний і сухий, з тонкою атмосферою та без рідкої води на поверхні — такі умови роблять його непридатним для життя. Але деякі спостереження вказують, що в давнину Марс міг бути теплішим, вологішим і сприятливішим для життя.
Хоча науковці, які вивчають поверхню Марса, вважають, що колись там було тепліше, їм не вдалося знайти достатньо доказів, які б пояснили причину цього потепління. Але дослідження, яке мої колеги й я опублікували у квітні 2025 року, вказує на наявність карбонатних мінералів на планеті, що може допомогти розгадати цю загадку.
Карбонатні мінерали містять вуглекислий газ, який, перебуваючи в атмосфері, сприяє нагріванню планети. Ці мінерали вказують на те, що колись в атмосфері Марса міг бути значно більший вміст вуглекислого газу, і дають цікаві нові підказки щодо довкілля давнього Марса. Як геохімік і астробіолог, який понад 15 років досліджує Марс, я захоплений минулим Червоної планети та ідеєю, що вона могла бути придатною для життя.
Давній вуглецевий цикл на Марсі
Спостереження з орбітальних супутників і марсоходів показують канали річок і висохлі озера, що свідчить про наявність рідкої води на поверхні Марса в минулому. Також інструменти зафіксували мінерали, які можна проаналізувати, щоб дізнатися більше про давнє середовище Марса. Якщо на давньому Марсі була рідка вода, це означає, що клімат мав бути значно теплішим. Теплі планети зазвичай мають густі атмосфери, які утримують тепло. Можливо, атмосфера Марса колись була густішою і складалася переважно з вуглекислого газу. Якщо це так, то вчені очікують знайти сліди цього газу у вигляді мінералів на поверхні планети.
Вуглекислий газ у газоподібному стані розчиняється у воді, внаслідок чого утворюються тверді мінерали на поверхні чи в надрах планети — це процес, що фактично видаляє CO₂ з атмосфери. Багато вчених раніше намагалися знайти карбонати на поверхні Марса, і один із головних аргументів щодо теплого й вологого клімату в минулому — це те, що він міг бути сприятливим для життя мікроорганізмів.
Пошук карбонатів на Марсі
Раніше карбонати виявляли у метеоритах і в кратерах Гусєва та Єзеро. Але їх було недостатньо, щоб пояснити теплий клімат у минулому. Останніми роками марсохід Curiosity, який є частиною місії Mars Science Laboratory, досліджує район кратера Ґейл. Тут його інструменти виявили велику кількість багатого на залізо карбонатного мінералу сидериту. У нашому новому дослідженні ми пояснюємо, що цей мінерал міг утримувати частину того самого вуглекислого газу, якого бракувало в атмосфері для створення теплішого, вологішого Марса в минулому.
Марсохід також виявив мінерали оксигідроксидів заліза, які вказують, що деякі породи пізніше розчинилися при контакті з водою, вивільнивши частину CO₂ назад в атмосферу. Хоча нинішня атмосфера Марса дуже розріджена, вона й досі в основному складається з вуглекислого газу. Іншими словами, нові результати свідчать про існування давнього вуглецевого циклу на Марсі — процесу, під час якого вуглець переміщується між породами та атмосферою.
Потенційні місця існування мікробного життя
Вчені вважають середовище придатним для життя, якщо воно містить рідку воду, поживні речовини (вуглець, водень, азот, кисень, фосфор, сірку), джерело енергії, а також умови, які не є занадто екстремальними (наприклад, не надто кислі, солоні чи гарячі). Оскільки спостереження з кратера Ґейл та інших регіонів свідчать, що колись на Марсі були подібні умови, чи міг він підтримувати життя? І якщо так, як це можна довести?
Хоча мікроорганізми надто малі для виявлення неозброєним оком, вони можуть залишати сліди у породах, осаді та ґрунті. Органічні молекули зсередини мікроорганізмів іноді зберігаються у гірських породах. Деякі мікроби навіть утворюють мінерали або мають клітини з характерною формою. Такі сліди життя називаються біосигнатурами.
Збір зразків з Марса
Якщо на поверхні Марса є біосигнатури, вчені хочуть переконатися, що мають правильні інструменти для їх виявлення. Поки що марсоходи знайшли кілька органічних молекул і хімічних ознак, які можуть походити як від неживих процесів, так і від давнього життя. Однак точно визначити це непросто. Дослідження в лабораторіях на Землі можуть надати більше інформації.
Для цього марсохід Perseverance у межах місії Mars 2020 збирає та герметизує зразки порід, ґрунту й атмосфери. Один набір залишено на поверхні Марса, інший досі на борту ровера. Ці зразки можуть дати змогу вченим дізнатися більше про історію Марса: вулканічну активність, удари метеоритів, струмки та озера, вітри, пилові бурі та потенційне життя. Якщо їх вдасться доправити на Землю, вчені зможуть ретельно їх проаналізувати у пошуках слідів життя на іншій планеті. Джерело