С 2012 года, то есть уже 12 лет, марсоход НАСА Curiosity исследует гигантский кратер Гейл диаметром 154 километра. Благодаря его открытиям уже удалось установить, что когда-то в кратере была вода, возможно, настоящее озеро.
В 2016 году Curiosity впервые обнаружил в кратере Гейла оксид марганца — интересное соединение, поскольку на Земле оно обычно встречается на дне озер или в дельтах рек, где микробы выступают в роли катализаторов процесса окисления.
Данные, собранные позже марсоходом, указывают на гораздо более высокое содержание оксида марганца в осадочных породах аргиллитовой геологической единицы, называемой формацией Мюррея, на склоне горы Шарп в центре кратера Гейла. Кроме того, эти породы имеют более крупные зерна, чем типичные для этой местности.
Это, а также обилие оксида марганца могут свидетельствовать о том, что первоначальные отложения образовались в реке, дельте или у береговой линии древнего озера. И не только это: поскольку наземные микробы могут использовать окисленные состояния марганца в качестве энергии для метаболизма, находки Curiosity указывают на то, что в древнем кратере Гейла были благоприятные условия для распространения жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
На Марсе много оксида марганца
Оксид марганца был обнаружен с помощью прибора Curiosity ChemCam, который воздействует лазером на камни, которые ученые хотят изучить. Лазер нагревает небольшой участок поверхности породы, испаряя ее и создавая небольшое облако плазмы, которое встроенная камера и спектрометр ChemCam могут изучать с расстояния, чтобы определить состав выжженного материала. ChemCam обнаружил глинистую породу, обогащенную до 45 % оксида марганца.
Породы, обогащенные оксидом марганца, были обнаружены в позиции между двумя геологическими единицами в формации Мюррей. Одна из них получила название острова Саттон, и найденные здесь породы могут быть древними отложениями на краю древнего озера. Другая, прозванная Блантс Пойнт, представляла собой затопленную структуру в глубине озера.
Обогащенный оксидом марганца аргиллит более грубый, с крупными зернами, чем горная порода в других местах кратера. Это подтверждает теорию о том, что район Саттон/Блантс-Пойнт является местом древней дельты реки, которая когда-то впадала в озеро, или береговой линией озера. И то, и другое фактически представляет собой места преимущественного отложения более крупнозернистых осадков.
Крупные зерна способствовали образованию более пористого субстрата, чем мелкозернистый аргиллит, наблюдаемый в других местах кратера Гейла. Эта пористость позволила бы грунтовым водам проходить более свободно. По мнению ученых, марганец мог отфильтровываться из подземных вод, проходя через крупнозернистый аргиллит, и таким образом концентрироваться в породе. Но откуда берется кислород для его окисления?
Древняя микробная жизнь в кратере Гейла? Да, это возможно
На Земле оксид марганца встречается в дельтах рек и на дне озер, где присутствуют высокие окислительные условия. Микробы, обитающие в таких условиях, способны катализировать процесс окисления. Обычно этот процесс требует постоянного притока кислорода, которого на Марсе мало. Для того чтобы достичь обилия, обнаруженного Curiosity, процесс окисления потребовал бы значительного количества кислорода.
Исследователь Патрик Гасда из Лос-Аламосской национальной лаборатории, возглавлявший исследование, пояснил: «На Марсе у нас нет доказательств существования жизни, и механизм получения кислорода в древней атмосфере Марса неясен. Поэтому как оксид марганца образовался и сконцентрировался здесь, остается загадкой».
Поэтому наличие оксида марганца усиливает вероятность того, что в озере могла существовать микробная жизнь. Микробы не только могут катализировать окисление марганца, но и потенциально способны использовать многочисленные состояния окисления марганца в качестве источника химической энергии для своего метаболизма, как это делают микробы на Земле. Иными словами, в некотором смысле обилие оксида марганца — это, возможно, косвенный биологический признак.
Нина Ланза из Лос-Аламоса, руководитель ChemCam, сказала: «Окружающая среда озера Гейл, выявленная этими древними породами, дает нам окно в пригодную для жизни среду, которая кажется поразительно похожей на места на Земле сегодня… Это необычно — найти такие узнаваемые черты на древнем Марсе«.
С результатами исследования, опубликованными в журнале Journal of Geophysical Research: Planets, можно ознакомиться здесь.
