Новое исследование по моделированию климата предполагает, что древние микробы вызвали изменение климата на Марсе, которое сделало планету менее пригодной для жизни, что, возможно, в конечном итоге привело к их исчезновению.
Простые микробы, которые питаются водородом и выделяют метан, могли жить на Марсе около 3,7 миллиарда лет назад, примерно в то же время, когда примитивная жизнь закрепилась в первобытных океанах Земли. Но в то время как на нашей планете появление простой жизни постепенно создало среду, благоприятную для более сложных форм жизни, на Марсе произошло прямо противоположное явление.
Команда астробиологов из Института биологии Высшей нормальной школы (IBENS) в Париже (Франция) во главе с Борисом Сотери провела сложное компьютерное моделирование, в котором имитировалось взаимодействие того, что мы знаем о древней атмосфере и литосфере Марса, с потребляющими водород микробами, подобными тем, которые существовали на древней Земле. Исследователи обнаружили, что в то время как на Земле метан, производимый этими микробами, постепенно нагревал планету, Марс вместо этого охлаждался, загоняя микробов во все более и более глубокие слои земной коры с целью выживания.
«В то время Марс был относительно влажным и относительно теплым, от -10 до 20 градусов по Цельсию. На его поверхности находилась жидкая вода в виде рек, озер и, возможно, океанов. Однако атмосфера планеты сильно отличалась от земной — она было такой же плотной, но более богатой углекислым газом и водородом, оба из которых действовали как мощные согревающие газы», — рассказывает Сотери.
Марс находился дальше от Солнца, чем Земля, и следовательно был холоднее. Планета нуждалась в этих парниковых газах для поддержания комфортной температуры для жизни. Но когда эти ранние микробы начали поглощать водород и производить метан (который на Земле действует как мощный парниковый газ), они фактически замедлили этот парниковый эффект потепления, постепенно делая древний Марс настолько холодным, что он стал непригодным для жизни.
«На древнем Марсе водород был очень сильным согревающим газом из-за эффекта поглощения, вызванного столкновением, когда молекулы углекислого газа и водорода взаимодействуют друг с другом. Мы не видим этого на Земле, потому что атмосфера нашей планеты не так богата углекислым газом, как атмосфера Марса. Микробы, по сути, заменили более сильный согревающий газ (водород) метаном, который имел чистый охлаждающий эффект», — объяснил Сотери.
По мере того, как планета охлаждалась, все больше ее воды превращалось в лед, а температура поверхности опускалась ниже минус 60 градусов по Цельсию, заталкивая микробы все глубже и глубже в кору, где сохранялись более теплые условия. Хотя первоначально микробы, возможно, комфортно жили прямо под песчаной поверхностью Марса, в течение нескольких сотен миллионов лет они были вынуждены отступить на глубину более километра, как показало моделирование.
Сотери и его команда определили три места, где следы этих древних микробов, скорее всего, сохранились ближе к поверхности. Эти места включают кратер Езеро, где марсоход NASA Perseverance в настоящее время охотится за образцами горных пород, которые могут содержать следы этой древней жизни, и две низменные равнины: равнина Эллада в средних широтах южного полушария и равнина Исиды к северу от марсианского экватора.
«Места на планете, где эти микробы были бы ближе всего к поверхности, были бы самыми теплыми регионами. А самые теплые места — это обычно самые глубокие места. На дне этих кратеров и долин климат гораздо теплее, чем на остальной поверхности, и поэтому искать там следы этих форм жизни было бы гораздо проще», — говорит Сотери.
Затем исследователи хотели бы выяснить, могут ли эти древние микробы все еще жить где-нибудь внутри марсианской коры. Спутники ранее обнаруживали следы метана в тонкой атмосфере Марса, но в настоящее время невозможно сказать, имеет ли этот метан биологическое происхождение.
«Поскольку в наши дни марсианская атмосфера в основном исчезла, этим микробам пришлось переключиться на другой источник энергии. Мы можем представить, что какой-то геологический процесс на Марсе сегодня может обеспечить такой же тип энергетического субстрата, водород и углекислый газ, на котором могут жить эти микробы. Мы хотели бы выяснить это и попытаться локализовать любые потенциальные оазисы обитания в марсианской коре»,— добавляет Сотери.
Полученные данные предполагают, что живые организмы могут не иметь врожденных качеств «самоподдерживания» (некоторые биологи считают, что так могло быть на Земле до появления человечества).
«Составляющие жизни находятся повсюду во Вселенной и возможно, что жизнь появляется во Вселенной регулярно. Но неспособность организмов поддерживать пригодные для существования условия на поверхности планеты приводит к тому, что они очень быстро вымирают. Наш эксперимент делает еще один шаг вперед, поскольку показывает, что даже очень примитивная биосфера может обладать саморазрушающим эффектом», — сказал Сотери.
Источник: Space