Согласно недавнему исследованию, проведенному НАСА, марсианский лед способен сохранять признаки древней жизни в течение десятков миллионов лет. Специалисты из Центра космических полетов имени Годдарда и Университета Пенсильвании установили, что органические соединения могут оставаться стабильными в замерзшей воде Марса на протяжении более 50 миллионов лет, несмотря на непрерывное воздействие космического излучения. Опубликованные в журнале Astrobiology данные свидетельствуют о том, что при планировании будущих миссий по обнаружению жизни на Марсе, приоритет следует отдать бурению подледного слоя, а не анализу образцов горных пород или почвы.
Для изучения того, как долго биологические материалы могут оставаться жизнеспособными в марсианской среде, ученые воспроизвели эти условия в лабораторных условиях. Бактерии вида E. coli были помещены в пробирки с замороженной водой, а также были созданы образцы, содержащие лед и вещества, имитирующие марсианские грунты, включая силикатные породы и глину. Эти образцы подвергались воздействию радиации в камере Научно-инженерного центра радиации Университета Пенсильвании и были охлаждены до -51 °C, что соответствует температурам в ледяных областях Марса. Замороженные бактерии получили дозу радиации, эквивалентную примерно 20 миллионам лет облучения космическими лучами на поверхности планеты. После этого образцы были переданы в Центр Годдарда, где исследователи проанализировали количество сохранившихся аминокислот. С помощью компьютерного моделирования к результатам добавили еще 30 миллионов лет радиационного воздействия, что в сумме дало период сохранности примерно в 50 миллионов лет.
Эксперимент выявил значительные различия в степени сохранности образцов, обусловленные их составом. После завершения 50-миллионного моделирования в чистом льде сохранилось свыше 10 процентов аминокислот. Однако в образцах с марсианоподобными отложениями деградация органических веществ протекала приблизительно в 10 раз быстрее, приводя к сохранению лишь небольшого количества органического материала. « По словам ведущего автора исследования Александра Павлова, данные, полученные в ходе работы 2022 года, указывали на то, что органические вещества в ледяных или водных условиях будут подвергаться разрушению быстрее, чем в растворе воды с концентрацией 10 процентов. Однако, стало неожиданностью обнаружить, что органические соединения, помещенные в чистый водяной лед, разлагаются значительно медленнее по сравнению с образцами, содержащими воду и почву ».
По мнению исследователей, это различие обусловлено особенностями взаимодействия радиации с минералами. Смешение льда и частиц грунта приводит к образованию тонкого пограничного слоя, благодаря которому частицы, возникающие под воздействием радиации, способны легче перемещаться и повреждать органические молекулы. В то же время, твердый лед, вероятно, задерживает эти побочные продукты, тем самым помогая защитить чувствительные биологические соединения от разрушения. Исходя из этого, залежи чистого льда или вечная мерзлота, содержащая большое количество льда, представляются наиболее подходящими местами для будущих поисков признаков жизни. « По словам Кристофера Хауса, профессора геонаук из Университета Пенсильвании и одного из авторов исследования, пятьдесят миллионов лет – это значительно больше, чем возраст некоторых современных поверхностных ледяных отложений на Марсе, которые нередко не превышают двух миллионов лет. Это указывает на то, что если микроорганизмы обитают вблизи поверхности Красной планеты, то будущие экспедиции смогут найти их ».
Исследование представляет интерес и для изучения других планет. При моделировании более холодных условий, характерных для ледяных спутников, таких как Европа и Энцелад, ученые установили, что органические вещества разрушаются значительно медленнее. Этот вывод является позитивным для миссии НАСА Europa Clipper, запланированной к запуску в 2024 году и достигающей Юпитера в 2030 году с целью исследования возможности существования жизни в среде, скрытой под ледяной оболочкой Европы. Для успешного обнаружения органических соединений на Марсе критически важна глубина бурения, осуществляемого будущими марсоходами. Посадочный модуль НАСА «Феникс», достигший Марса в 2008 году, первым зафиксировал и сфотографировал подповерхностный лед в северных областях планеты. «На Марсе значительное количество льда, однако большая его часть расположена на небольшой глубине под поверхностью, — отметил Хаус. — Поэтому будущим миссиям потребуется буровое оборудование с достаточной мощностью или ковш, способный достигать этих глубин, подобно тем, что были реализованы в конструкции и функционале „Феникса“». Если в прошлом на Марсе существовали микроорганизмы, то, согласно данным исследования, их молекулярные остатки потенциально могут сохраниться во льду, который оставался замороженным на протяжении миллионов лет.