Ученые назвали вулканы ключом к существованию жизни на Марсе

Жизнь на Марсе могла зародиться благодаря извержениям вулканов, защищавшим молекулы и клетки потенциальных марсианских микробов от агрессивных молекул кислорода и других окислителей, говорится в статье, опубликованной в журнале Icarus.

"Конечно, вода нужна для зарождения жизни, однако для этого нужны также и соответствующий состав воздуха, и определенный химический баланс. Мы показали, что вулканы Марса должны были поменять его атмосферу таким образом, чтобы она была более дружелюбной для формирования сложных биомолекул", — рассказывает Стивен Шолс (Steven Sholes) из университета Вашингтона в Сиэтле (США).

Химические ключи жизни

Кислород сегодня считается одним из основных "элементов жизни", однако во времена появления первых микробов кислород фактически отсутствовал в атмосфере Земли. Как сегодня считают ученые, это было не минусом, а плюсом, так как кислород и прочие молекулы окислителей мешали формированию относительно хрупких цепочек первых органических соединений и будущих "кирпичиков жизни" в супе первичного океана Земли.

По этой причине многие планетологи полагают, что на Марсе никогда не существовала жизнь, несмотря на то, что марсоход Curiosity и различные зонды НАСА и ЕКА показали, что вода присутствовала на его поверхности на протяжении очень долгого времени. Почему? Атмосфера Марса сегодня содержит в себе огромное количества кислорода в связанном виде, в форме молекул СО2, попадание которого в океаны Марса сделало бы их непригодными для формирования органики.

Шолс и его коллеги усомнились в том, что такая атмосфера покрывала Марс на протяжении всего времени его существования, когда изучали популярную на сегодняшний день гипотезу "вулканического" подогрева океанов Марса.

Речь идет о том, что марсианские океаны, реки и моря могли существовать на поверхности красной планеты не постоянно, а лишь эпизодически, в те времена, когда вулканы Марса, такие как гигантская 22-километровая гора Олимп на экваторе планеты, переживали мощные вспышки извержений. Они выбрасывали огромную массу парниковых газов в атмосферу и разогревали поверхность Марса до околонулевых температур, позволяя океанам и потенциальной жизни в них возобновить свое существование.

Авторы статьи обратили внимание на то, что вулканы будут не только повышать концентрацию парниковых газов в атмосфере, но и выбрасывать колоссальные количества водорода, угарного газа, а также сернистого газа и сероводорода. Все эти соединения обладают одним общим свойством – они являются не окислителями, а восстановителями. Иными словами, они могут нейтрализовать СО2 и прочие агрессивные молекулы, защищая органику от разложения.

Вулканический щит

Эта мысль побудила Шолса и его коллег проверить, смогли бы выбросы вулканов сделать атмосферу Марса менее "кислой" и более дружелюбной к зарождающейся жизни. Для этого ученые просчитали химический состав вулканических газов и проверили, как много извержений понадобилось для создания "бескислородной" среды в океанах Марса.

Мантия Марса, судя по образцам пород марсианских метеоритов, содержит в себе гораздо больше серы, углерода и других элементов, чем аналогичные породы на Земле. Благодаря этому выбросы вулканов там должны быть в десятки раз более богатыми сероводородом, сернистым газом и прочими восстановителями, чем вулканические газы на нашей планете.

Поэтому, как показывают расчеты команды Шолса, даже относительно редких массовых извержений вулканов, происходивших на Марсе раз в несколько тысяч лет, должно было быть достаточным для того, чтобы удерживать уровень кислорода в атмосфере на отметке ноль. Этот уровень гораздо ниже примерных оценок того, как часто извергались вулканы на древнем Марсе, и приблизительно равен 4-5 крупным извержениям в тысячу лет.

Проверить, так ли это было на самом деле, пока не возможно – необходимы образцы пород из самых древних слоев отложений на Марсе, к которым ни марсоходы, ни спутники подобраться не могут. Если в этих породах будут встречаться залежи чистого железа, серы или карбоната железа, то тогда теория Шолса подтвердится.

Тем не менее, уже сейчас можно говорить о том, что если жизнь на Марсе существовала, то благодаря марсианским вулканам, защищавшим ее на самых ранних этапах эволюции.