В марсианской породе содержится большое количество углерода, и причина этого неясна.

Биологическое объяснение этой находки возможно, но есть и другие потенциальные варианты.

Вид на место установки аппарата Bright Angel с высоты птичьего полета. Фото: NASA/JPL -Caltech.

Марсоход НАСА «Персеверанс» пять лет путешествовал по кратеру Езеро в поисках химических остатков процессов, происходивших на Марсе миллиарды лет назад. Марсоход обнаружил органический углерод, но в основном он находился внутри горных пород, которые приходилось бурить или обрабатывать, чтобы его обнажить. Но теперь, на обнажении на краю древнего русла реки Неретва Валлис, «Персеверанс» обнаружил сложный макромолекулярный углерод, расположенный прямо на поверхности породы.

«Насколько нам известно, это самое поверхностное обнаружение органического вещества на поверхности Марса на сегодняшний день», — сказала Эшли Э. Мерфи, исследовательница из Планетарного института в Тусоне, штат Аризона, и ведущий автор исследования породы, найденной в месте, названном «Яркий Ангел». На Земле такое количество макромолекулярного углерода обычно указывает на биологическое происхождение. Но чтобы узнать, что это за углерод из «Яркого Ангела» и откуда он взялся, нам, возможно, потребуется доставить образцы на Землю.

Углерод в горных породах

Обнаружение углерода в Bright Angel было получено с помощью SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals), УФ-рамановского спектрометра, установленного на роботизированной руке Perseverance. SHERLOC направляет лазер глубокого ультрафиолетового диапазона на мишень и считывает отраженный свет со смещенной энергией, что позволяет ученым идентифицировать конкретные молекулярные связи.

В период с 1180 по 1218 марсо марсоход направил этот УФ-лазер на четыре мишени в районе Брайт-Энджел. Одна из них, названная Стимбот-Маунтин, представляла собой обычный камень, который команда использовала в качестве контрольного. Остальные три (названные Чейава-Фоллс, Аполлон-Храм и Валхалла-Глейдс) показали спектроскопический сигнал макромолекулярного углерода. Этот сигнал, называемый графитовой полосой (G-полоса), указывает на наличие запутанной, сшитой сети преимущественно восстановленных атомов углерода, устойчивой к химическому и термическому разрушению.

По крайней мере, в пределах точности приборов «Персеверанса», материал примерно соответствует земному керогену. Однако использование слова «кероген» было неприемлемо, решили исследователи. На Земле кероген состоит почти исключительно из биологического вещества, в основном окаменелых микробов, погребенных миллионы лет назад. «Термин кероген подразумевает биогенное происхождение, — объяснил Мерфи. — Макромолекулярный углерод подразумевает, что мы не знаем, является ли его происхождение биотическим или абиотическим».

Команда Мерфи предупреждает, что материал, обнаруженный на марсианских породах, мог образоваться также в результате небиологических процессов.

Подобный результат обычно порождает два важных вопроса, и команда немедленно принялась за попытки на них ответить.

Артефакты и безбилетные пассажиры

Первоочередной проблемой стало то, что сигнал мог быть отражением света от собственного кварцевого стекла SHERLOC. Брайт-Энджел стал первым местом, которое SHERLOC исследовал после того, как аномалия, вызванная пылевым покрытием, вывела из строя механизм фокусировки, вынудив команду перейти в новый режим работы.

Для характеристики нового режима работы Кайл Укерт, заместитель главного исследователя проекта SHERLOC в Лаборатории реактивного движения НАСА, и его коллеги собрали спектры с запасной бортовой оптики в своей лаборатории. Они также направили SHERLOC на нулевую точку на Марсе и на известные калибровочные цели. Все это было использовано для подтверждения правильной работы SHERLOC.

Окончательное подтверждение данных было получено, когда команда направила прибор на гору Стимбоут. «Другие скальные образования поблизости не демонстрируют спектрального сигнала в G-диапазоне», — сказал Укерт. Сигнал Bright Angel исходил не от оборудования.

Вторая проблема заключалась в загрязнении — возможно, сам марсоход вынес органический материал с Земли? Ученые отметили, что абразивный инструмент, использованный марсоходом для обнажения пород, был стерилизован перед запуском и использовался для обработки других пород на острове Езеро, но никогда не создавал столь сильного G-диапазона.

Кроме того, камень у водопада Чейава ни разу не был затронут оборудованием; марсоход просто сдул с его поверхности пыль с помощью потока азота. Вдобавок ко всему, эксперимент на горе Стимбот, использованный учеными в качестве контрольного образца, также не дал результатов. «Он не продемонстрировал спектральных признаков органических веществ», — объяснил Укерт.

Химическая компания

Как только стало ясно, что находка, скорее всего, подлинная, команда внимательнее изучила химический состав материала, расположенного ближе всего к марсианскому макромолекулярному углероду. «Это позволяет предположить, что внедрение углерода могло произойти как минимум в ходе двух различных событий за геологическое время», — сказал Мерфи.

В храме Аполлона сигнал был сосредоточен в карбонатных и сульфатных минералах — тех, которые выпадают в осадок из воды, протекающей через более древние породы. В Валхалла-Глейдс углерод же находился в богатых силикатами отложениях.

Мерфи считает это расщепление свидетельством существования как минимум двух отдельных периодов, в течение которых углерод мог быть заключен в этих породах. Во-первых, когда органическое вещество оседало в иле на дне древнего озера и было погребено вместе с осадочными породами, и во-вторых, когда грунтовые воды позже прошли через эти погребенные породы, оставив после себя новые карбонатные и сульфатные минералы.

В конечном итоге, однако, вопрос о том, является ли углерод, обнаруженный в Bright Angel, остатком древней марсианской жизни, останется открытым еще довольно долго. «Научная оснастка марсохода Perseverance была разработана не для различения абиотических и биотических процессов, а для выявления перспективных образцов горных пород, которые можно будет собрать для возможной доставки на Землю», — говорит Укерт.

Вопрос без ответа

«Марсоход Perseverance обладает невероятным набором приборов, но эти приборы меркнут по сравнению с передовыми технологиями, которые можно было бы использовать для анализа этих образцов после их возвращения на Землю», — сказал Кевин П. Хэнд, главный исследователь проекта Perseverance в Лаборатории реактивного движения (JPL).

Хэнда особенно интересует изотопный состав углерода в Брайт-Энджел, который может дать некоторые признаки жизни. Ещё он хочет изучить хиральность — предпочтение одного типа молекулярной хиральности другому, тесно связанное с биотическим происхождением. «Мы также могли бы использовать одни из самых мощных микроскопов на Земле для поиска древних микробных окаменелостей, которые могли бы указывать на существование жизни на Марсе в прошлом», — объяснил Хэнд.

Существует множество абиотических механизмов, способных создать подобный материал. Известно, что реакции между жидкостью и породой в некоторых средах приводят к синтезу органических соединений без участия жизни. Мерфи отмечает, что углерод, обнаруженный вблизи карбонатных минералов на Земле, может быть связан либо с химическим составом воды и породы, либо с микробами, в зависимости от условий. Однако Хэнд надеется, что Perseverance еще многое предстоит открыть на Марсе, прежде чем мы отправим собранные образцы на Землю.

«Сейчас мы исследуем регион за пределами кратера Езеро — породы, по которым мы сейчас перемещаемся, возможно, являются одними из самых древних пород, когда-либо исследованных марсоходом на Марсе», — сказал Хэнд. «Есть вероятность, что если жизнь зародилась на ранних этапах истории Марса, мы можем найти некоторые ее следы в породах, которые мы сейчас изучаем», — добавил он.

Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.adx0047

Источник: arstechnica.com