Код жизни. Как случайность стала биологией: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Несмотря ни на что, есть веские причины полагать, что жизнь на Марсе в какой-то форме существует (или существовала в прошлом). Одна из причин – в том, что 4,5 миллиарда лет назад Земля и Марс сформировались приблизительно из одного участка газопылевого протопланетного диска, который опоясывал молодое Солнце. Это означает, что Марс, по крайней мере изначально, был изобильно наделен теми же веществами, которые, как показало время, сумели породить жизнь на Земле. В число этих веществ входила вода, которая может служить растворителем, обеспечивает контакт нужных молекул и способствует всевозможным последовательностям реакций. На молодом Марсе, скорее всего, было в избытке и самого простого строительного материала для органических соединений – водорода, аммиака, углекислого газа. Однако наш оптимизм в оценке вероятности зарождения жизни на Марсе вызван даже не только доступностью фундаментальных компонентов живой материи. Есть еще несколько линий аргументации, которые указывают, что изначально условия на Марсе благоприятствовали жизни значительно больше, чем сегодня. Во-первых, на изображениях с целого ряда искусственных спутников Марса видны бесспорные следы жидкой воды в форме рек, ручьев и озер всевозможных размеров. География и топография самого кратера Езеро, который исследует марсоход «Персеверанс», также говорят о том, что более трех миллиардов лет назад в этом кратере был водоем размером примерно с Калифорнийское озеро Тахо и в него впадали реки. Поскольку в кратер Езеро были смыты крупные валуны, это указывает на эпизоды сильнейших наводнений. А значит, жидкая вода существовала на поверхности молодого Марса на протяжении как минимум миллионов лет. Раз мы знаем, что когда-то там была жидкая вода, следовательно, марсианская атмосфера все это время была достаточно плотной и могла изолировать планету и поддерживать на ее поверхности существенно более высокую температуру, чем нынешняя: сейчас на Марсе в среднем стоит мороз примерно –62° С. Более плотная атмосфера защищала поверхность планеты и от разрушительного коротковолнового ультрафиолетового излучения, не позволяя ему разрушать сложные молекулы, необходимые для создания живой материи. Кстати, поиски жидкой воды на Марсе входят в список задач при любых исследованиях Красной планеты. Согласно сообщению Европейского космического агентства от 15 декабря 2021 года, одна из последних находок – открытие «значительного количества» воды под поверхностью системы каньонов Долины Маринера, области примерно в десять раз длиннее и в пять раз глубже Большого каньона на Земле. Воду обнаружил Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы в рамках программы «ЭкзоМарс». В 2023 году стало известно, что китайский марсоход «Чжужун» обнаружил в 35 метрах под марсианской поверхностью какие-то клинья в форме неправильных многоугольников, что, вероятно, свидетельствует о существовании на Марсе примерно 2,9–3,7 миллиарда лет назад циклов замерзания—таяния, что опять же говорит о присутствии на древнем Марсе жидкой воды.

Если учесть, что ранние следы биологической активности на Земле датируются примерно 3,5 миллиарда лет назад, а также принять во внимание, что на Марсе изначально были примерно такие же условия, вполне можно представить себе, что приблизительно тогда же, то есть почти четыре миллиарда лет назад, на Марсе могли идти похожие предбиологические реакции. Это особенно вероятно, поскольку, как мы уже знаем из главы 6, на Земле колыбелью жизни, скорее всего, были озера вроде того, которое когда-то существовало в кратере Езеро, а не большие океаны. Следовательно, можно надеяться обнаружить на марсианской поверхности (пусть и в ископаемом виде) микроскопическую жизнь, не слишком отличающуюся от земной, или, по крайней мере, какие-то предбиологические сигнатуры. Эти потенциальные открытия могут снабдить нас бесценными сведениями о том, в какой среде могла зародиться жизнь на Земле, тогда как на самой Земле мы не можем обнаружить области с такими условиями из-за тектоники плит, стершей ее историю.

Но даже если на Марсе когда-то зародилась жизнь, очевидно, что по сложности она так и не сумела приблизиться к жизни на Земле. Почему же эволюционные пути этих планет так сильно разошлись? Чтобы понять, почему на Марсе царит запустение, а на Земле живет не меньше девяти миллионов биологических видов, нам придется подробнее изучить, чем различаются Марс и Земля – а не в чем они схожи.

Контраст между Землей и Марсом вызван в первую очередь (прямо или косвенно) набором их физических свойств. В частности, это размеры планет – диаметр Марса примерно вдвое меньше земного – и гравитация на поверхности, которая на Марсе почти в три раза слабее земной (поскольку его масса лишь ненамного превышает одну десятую от массы Земли). А чем меньше планета, тем быстрее она остывает, поскольку отношение площади поверхности к объему у нее больше, а следовательно, она быстрее теряет тепло. И Земля, и Марс первоначально были жидкими, расплавленными, поскольку на них совокупно действовали аккреция[31] при формировании планет, бомбардировка поверхности астероидами и процессы радиоактивного распада в недрах (например, распады изотопов урана, тория и калия). Следовательно, поначалу их внутренняя структура была примерно одинаковой: жидкое металлическое ядро, окруженное каменистыми внешними слоями. Как мы уже упоминали, есть данные, что обе планеты когда-то обладали относительно плотной атмосферой (вероятно, ее питали активные вулканы). Однако этим сходство исчерпывается. Из-за относительно слабой гравитации (предмет массой 100 кг будет весить на Марсе примерно столько же, сколько на Земле весит предмет массой 38 кг) и отсутствия планетарного магнитного поля высокоэнергетические частицы солнечного ветра лишили Марс почти всей атмосферы, оставив лишь немножко углекислого газа к тому времени, когда планете исполнился всего миллиард лет.

С точки зрения зарождения жизни последствия были катастрофические. Например, нам известно, что температура кипения воды падает при снижении атмосферного давления. Поэтому на Марсе, где атмосферное давление сейчас примерно в 160 раз ниже земного, жидкая вода на поверхности просто не могла сохраниться. О том, как климат на Красной планете менялся с приблизительно земного до нынешней промерзшей пустыни, многое могут рассказать минералы. Именно поэтому марсоход НАСА «Кьюриосити» осенью 2022 года подошел к «сульфатсодержащему участку» – области, богатой минеральными солями, где марсоход обнаружил еще и следы присутствия древнего озера в виде камней, обточенных прибоем. Ученые предполагают, что эти минералы остались здесь с тех пор, как миллиарды лет назад пересохли местные ручьи и озерца. Среди самых интересных минералов, обнаруженных на Марсе, – глинистые минералы, особенно так называемые филлосиликаты. Дело в том, что они играют роль индикаторов взаимодействия воды со скальными породами. Их тип, расположение и количество подсказывают, какими были условия на древнем Марсе и где сегодня больше всего вероятность обнаружить еще сохранившиеся минеральные воды и, вероятно, следы жизни.

У Земли есть еще одна особенность, определяющая, может ли на планете развиваться сложная жизнь. Это тектоника плит. В пятидесятые годы прошлого века геологи начали понимать, что движение плит и, следовательно, постоянная переработка коры отвечают за землетрясения и вулканическую активность: большинство земных вулканов находятся на стыках тектонических плит. Однако для нас главное, что целый ряд исследований, начавшихся примерно в 2015 году, показывает, что тектоника плит, вероятно, сыграла важнейшую роль в возникновении и эволюции жизни (об этом мы вскоре поговорим). Если это так, перед нами еще одна причина, почему на Земле кишит жизнь, а на Марсе ее, похоже, нет.

Недавние исследования роли тектоники плит в эволюции жизни показывают, что тектоника плит, помимо всего прочего, обеспечила долголетие земной атмосферы и сохранила ее состав, благоприятный для жизни. Например, тектоника плит, вероятно, помогает регулировать уровень углекислого газа в атмосфере Земли, а следовательно, на больших временных масштабах она служила для Земли своего рода термостатом (поскольку углекислый газ создает парниковый эффект и сохраняет тепло на поверхности). Коротко говоря, вот как это могло происходить. Углекислый газ в атмосфере растворяется в дождевой воде, получившаяся кислотная смесь разъедает горные породы и стекает в океаны. Кальций из минералов соединяется с растворенным углекислым газом и создает залежи известняка на океанском дне. Тектоника плит обеспечивает непрерывный перенос известняка и других минералов в зоны субдукции, где они плавятся, и извержения вулканов возвращают углекислый газ в атмосферу. Кроме того, опять же в процессе субдукции, тектоника плит приводит к тому, что даже океанская вода циркулирует сквозь мантию Земли, тем самым обновляя океанское дно.

Планетологи десятилетиями полагали, что с геологической точки зрения Марс мертв. Считалось, что его кора состоит из одной гигантской плиты. Это называется «тектоника неподвижной крышки». Космический аппарат НАСА «Инсайт», севший на Марс в 2018 году, к 2022 году зарегистрировал более тысячи эпизодов «марсотрясения», однако ученые думают, что их причиной были трещины в марсианской коре, которые возникают, поскольку планета, остывая, уменьшается в размерах.

Большинство геологов давно согласились с тем, что даже если в далеком прошлом на Марсе и была какая-то тектоническая активность, в последние три миллиарда лет ничего подобного происходить не могло. Как пишет геофизик Брэдфорд Фоули из Пенсильванского университета, «Есть гипотезы, что когда-то, очень-очень давно, там могла быть тектоника плит, но я считаю, что этого, вероятно, не было никогда». В то же время, как пишут планетологи-геофизики Эдриен Броке и Джеффри Эндрюс-Ханна из Лаборатории лун и планет Аризонского университета в статье, опубликованной в декабре 2022 года, данные нескольких космических аппаратов показывают, что под марсианской корой в области, которая называется равнина Элизий, имеется мантийный плюм – колонна поднимающегося из недр раскаленного вещества диаметром 4000 километров. Она создает тектоническую активность, и это показывает, что Марс и сегодня геологически активен. В принципе, такой горячий мантийный плюм способен сохранить хотя бы какое-то количество жидкой воды под поверхностью Марса (а это, в свою очередь, говорит о вероятности существования подповерхностной биосферы).

Одновременно следует отметить, что и сам Фоули не думает, что тектоника плит так уж необходима для поддержания жизни, по крайней мере, на планетах земного размера. В статье, написанной в 2018 году совместно с коллегой-геофизиком Эндрю Смаем, он на основе компьютерных моделей показывает, что даже на планетах с тектоникой неподвижной крышки, если их размер порядка земного, в течение миллиардов лет может сохраняться уровень углекислого газа, достаточный для того, чтобы они были пригодны для обитания (благодаря вулканическим выбросам). Все, что для этого нужно, – внутреннее тепло, получаемое при радиоактивном распаде, и какой-то изначальный запас углекислого газа – не ниже 1 % от земного. Поэтому Фоули и Смай сделали вывод, что главные условия для того, чтобы планета встала на путь к обитаемости, – ее расположение и размер.

Все эти и подобные исследования неизбежно подводят нас к следующему вопросу: обнаружены ли на Марсе какие бы то ни было следы жизни в настоящем или в прошлом? Как ни странно, ответ на этот вопрос, казалось бы, прямой и недвусмысленный, некоторым образом зависит от того, кому вы его задаете. Как выяснилось, Марс годами снабжал нас неразрешимыми загадками и поводами для жарких споров.

Марс в таком случае принадлежит марсианам

Первые противоречивые результаты относительно жизни на Марсе были получены почти полвека назад. В 1975 году, после бешеной космической гонки, НАСА сумело почти одновременно запустить два биологических эксперимента на борту двух одинаковых космических аппаратов «Викинг-1» и «Викинг-2» перед тем, как они отправились в сторону Марса (с разницей в три недели). Первый марсоход сел 20 июля 1976 года на равнине Хриса («Золотой равнине») – плоской низине в северном полушарии Марса. Второй – 3 сентября 1976 года на равнине Утопия, лавовой равнине примерно в 6500 км от первого. Помимо прочих заданий, аппараты проводили эксперименты по поиску признаков микробной жизни в марсианской почве. Эти эксперименты, к вящему удивлению ученых, дали одни и те же крайне спорные результаты. В частности, один опыт, который назвали Labeled Release (LR), был основан на распространенном убеждении, что в число универсальных характеристик живой материи входит метаболизм. Поэтому в ходе опыта к марсианской почве примешивалось питательное вещество, содержащее радиоактивный углерод. Ожидалось, что если в почве есть микробная жизнь, она будет выделять радиоактивные газы в ходе метаболических химических реакций. Как ни поразительно, тест LR на метаболизм на борту «Викинга-1» немедленно дал положительные результаты, то есть зарегистрировал процессы, которые на Земле считались бы доказательством присутствия жизни. Однако параллельный эксперимент на этом же космическом аппарате не выявил никаких признаков органической материи в почве, что указывало на полное отсутствие органической жизни. Когда опыт с добавлением питательных веществ в почву повторили, никакого выделения радиоактивного углекислого газа не последовало, и это говорило скорее о присутствии в почве какого-то окислителя, чем о живой материи. Эксперименты, проведенные с помощью спускаемого аппарата с «Викинга-2», дали похожие результаты. Главный вывод состоит в том, что надо ожидать сюрпризов, и химические сюрпризы марсианской почвы – прекрасный пример, как легко попасться на удочку ложноположительных результатов, которые на самом деле не указывают на наличие живой материи.

Хотя большинство исследователей связывают положительные результаты LR с присутствием в марсианской почве каких-то неустановленных небиологических окислителей, за прошедшие с тех пор почти полвека ученые так и не смогли дать полный и окончательный ответ на вопрос о том, почему все-таки анализ дал такие противоречивые результаты. В целом все до сих пор согласны, что аппараты «Викинг» не нашли убедительных признаков жизни на Марсе, однако небольшое меньшинство ученых продолжают утверждать, что результаты экспериментов на «Викингах» дали положительный ответ на вопрос о наличии жизни. В 2012 году международная исследовательская группа под руководством биолога Джорджо Бьянчарди из Сиенского университета проанализировала результаты эксперимента LR при помощи так называемого кластерного анализа – особой техники анализа данных. По заключению ученых, «этот анализ подтверждает ту интерпретацию, что эксперимент LR на “Викинге” зарегистрировал наличие на Марсе живых микроорганизмов». Гилберт Левин, главный исследователь результатов эксперимента LR (и член международной рабочей группы 2012 года), и биохимик Патрисия Энн Страат, тоже входившая в команду LR, остались при твердом убеждении, что их эксперимент обнаружил жизнь на Марсе. В статье, которую они опубликовали уже в 2016 году, они пришли к выводу, что «существование жизни весьма вероятно, тогда как абиотические интерпретации данных LR неоднозначны, и объяснением эксперимента LR следует считать биологию». В заметке, которую Левин опубликовал в 2019 году в журнале «Scientific American», он повторил этот вывод, добавив: «Группа экспертов-ученых должна пересмотреть все имеющиеся данные эксперимента LR на “Викинге” вместе с другими, более свежими данными, касающимися жизни на Марсе. Такое объективное жюри, вероятно, придет к тому же выводу, что и я – что эксперимент LR на “Викинге” обнаружил жизнь». К сожалению, Страат скончалась в 2020 году, а Левин – в 2021.

А в 2023 году астробиолог Дирк Шульце-Макух из Технического университета в Берлине высказал неожиданную мысль, что НАСА, вероятно, действительно открыло жизнь на Марсе, когда посадило на Красную планету два «Викинга», но в ходе эксперимента эти живые существа погибли – утонули, когда в почву добавили воду. Это предположение было основано на том, что внутри солевых пород в пустыне Атакама в Чили живут микробы, которым для выживания не нужны дожди и для которых избыток воды губителен. Однако надо расставить все точки над «и»: в целом среди ученых принято считать, что эксперименты «Викинга» не выявили жизни на Марсе, и это огорчило и раздосадовало большинство планетологов. Сильнее всех, пожалуй, был обескуражен Карл Саган, который не оставил стараний и упорно, но безуспешно искал признаки жизни на множестве изображений, полученных «Викингами» с орбиты. Тем не менее в своей знаменитой книге «Космос» Саган не окончательно отринул идею жизни на Марсе: «Если на Марсе есть жизнь, надеюсь, мы не станем ничего с ним делать. Марс в таком случае принадлежит марсианам, даже если они всего лишь микробы. Существование независимой биологии на соседней планете – это неоценимое сокровище, и сохранение этой жизни, я полагаю, важнее любой другой пользы, которую мы можем извлечь из Марса»[32].

Тот самый камень

Примечательно, что споры по поводу жизни на Марсе вызвали не только наблюдения «Викинга». Одно такое предполагаемое открытие удостоилось ни больше ни меньше как обращения президента США 7 августа 1996 года. В этот день Билл Клинтон с Южной лужайки Белого дома заявил миру, что «сегодня с нами через миллионы лет и миллионы миль говорит камень номер 84001. Он говорит нам о возможности жизни. Если это открытие подтвердится, оно станет одним из самых поразительных прорывов в изучении вселенной за всю историю науки. Трудно переоценить всю масштабность и восхитительность его последствий».

Камень номер 84001 – это метеорит, который за 12 лет до этого обнаружила в Антарктике Роберта Скор, специалист по метеоритам из Антарктической программы США. Ему присвоили номер ALH84001, так как это был первый метеорит, найденный в горах Алан Хиллс в 1984 году (отсюда и обозначение 84001). Геолог и астробиолог Дэвид Маккей и его группа получили этот камень весом 1,93 кг на анализ в начале девяностых годов, и уже самые первые находки этой группы стали сенсацией. Изучив, сколько времени камень подвергался воздействию космических лучей, ученые определили, что его возраст лишь немногим меньше, чем возраст Солнечной системы как таковой – около 4,1 миллиарда лет. Это само по себе делает метеорит очень интересным, поскольку это единственный марсианский метеорит, возникший в те времена, когда на поверхности Марса еще была жидкая вода. Дальнейшие исследования состава камня показали, что внутри у него есть включения газа. Проанализировав этот газ (оказалось, что его состав идентичен составу марсианской атмосферы), ученые установили, что камень, скорее всего, был выбит из поверхности Марса при мощном соударении около 17 миллионов лет назад, а в Антарктиду он приземлился около 1300 лет назад. Метеорит, прибывший на Землю «в гости» с Марса, не такая уж редкость: к категории метеоритов марсианского происхождения отнесено более трехсот камней. Самый крупный на сегодня цельный марсианский метеорит – Таоденни 002 – был найден в Мали в начале 2021 года. Ученые из НАСА часто говорят, что Марс и Земля «поплевывают друг в друга» уже миллиарды лет. Иначе говоря, когда в какую-то из планет попадают астероиды или кометы, какое-то количество осколков выбивает в космос, и небольшая доля этого вещества может попасть на другую планету.

Однако, к изумлению Маккея, у метеорита ALH84001 оказалось несколько уникальных черт. Первой из них было присутствие внутри породы органических соединений – так называемых полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые вообще довольно распространены и на Земле, и в других местах Солнечной системы, но именно эти принадлежали к специфическому типу, который обычно сопровождает распад или горение органических веществ. Вторым сюрпризом было одновременное сосуществование трех соединений: во-первых, это были карбонатные глобулы (и буроватые, и прозрачные), во-вторых, железно-сульфидные минералы, а в-третьих, магнитные минералы, состоящие из оксида железа. Такое сочетание редко возникает при небиологических процессах, однако существуют бактерии, которые вырабатывают все эти вещества одновременно. Наконец – и это было самое поразительное – Маккей обнаружил, что некоторые структуры внутри этих глобул до жути похожи по форме на окаменелые земные бактерии, только очень маленькие, всего в несколько десятков нанометров в поперечнике. На этом этапе Маккей пришел к убеждению, что они с коллегами обнаружили первые следы древней внеземной жизни. А когда несколько независимых профессиональных рецензентов журнала «Science» приняли статью Маккея в печать, с неизбежностью последовали и пресс-конференция в НАСА, и обращение президента Клинтона.

Увы, не успели затихнуть отголоски пресс-конференции, как со всех сторон на Дэвида Маккея обрушилась критика. Когда все громкие слова уже были сказаны и обратного пути уже не было, другие ученые (в том числе брат Дэвида Гордон!) показали, что представленные командой Дэвида данные, якобы доказывающие, что в метеорите обнаружены ископаемые остатки живых существ, в том числе карбонатные глобулы, ПАУ, магнитные кристаллы и «нанобактерии» (крошечные структуры, напоминающие живые организмы), – все это можно объяснить абиотическими химическими процессами. В частности, было показано, что «нанобактерии» – это просто результат трансформации минералов из аморфного в кристаллическое состояние, из-за которой получаются структуры, напоминающие микроорганизмы. Поэтому научное сообщество пришло к консенсусному выводу, что члены команды Маккея в своих попытках истолковать состав ALH84001 стали жертвами излишнего доверия к морфологии, к форме структур, а ведь она всегда считалась плохим ориентиром, когда нужно выявить, что порождено живыми организмами, а что нет.

Даже Карл Саган незадолго до своей безвременной кончины признал, что «следы жизни на Марсе пока что не слишком убедительны». В 2012 году появился обзор анализа метеорита ALH84001, где на основании всех доступных на тот момент данных было сделано следующее заключение: «Такой сценарий заставляет применить биологический эквивалент бритвы Оккама: легче счесть карбонатные глобулы и похожие на бактерии структуры, наблюдаемые в ALH84001, результатом обычных вездесущих химических реакций, нежели признать в них доказательства существования внеземной жизни». Такой вывод был подкреплен и дополнительными исследованиями, результаты которых опубликовали в январе 2022 года Эндрю Стил из Научного института Карнеги в Вашингтоне и его коллеги. Они показали, что органические вещества в камне, вероятно, возникли в результате химических взаимодействий воды со смесью минералов под поверхностью Марса.

Истории «Викинга» и ALH84001 преподают нам сразу два интересных урока. Во-первых, когда имеешь дело с открытиями такого масштаба, очень полезно подходить к ним со здравым скептицизмом. Здесь снова уместно вспомнить Сагана, который еще на заре своей карьеры сформулировал прекрасный афоризм, который должен служить нам ориентиром: «Экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств». Во-вторых, эти находки показали, что некоторые предметы и явления могут быть очень похожи на черты живой материи, какой мы ее знаем: в случае «Викинга» мы видели что-то похожее на метаболизм, в случае метеорита – на бактерии. Второй урок должен предостерегать нас против «ложноположительных результатов» – мнимых открытий, которые на самом деле не свидетельствуют о существовании жизни.

Нам нужно помнить, что нельзя быть слишком пристрастными и видеть привычную нам живую материю там, где ее нет.

Так или иначе, как мы уже несколько раз отмечали, если мы выявим даже абиотические источники органических соединений, которые могли действовать на древнем Марсе, это поможет нам определить, какого типа условия приводили (или не приводили) к возникновению жизни. Причина проста – хотя на Земле следы предбиологических химических реакций не сохранились (из-за тектоники плит), на Марсе сплошь и рядом встречаются горные породы старше 3,5 миллиарда лет.

Игра в прятки

Марс задал планетологам еще одну загадку – на этот раз связанную с присутствием (или отсутствием?) метана. Большинству из нас известен тот факт, что на Земле значительное количество метана производят микробы, помогающие пищеварению у домашнего скота, – метеоризм коров и овец накачивает этот газ в земную атмосферу. Еще его производят термиты (в процессе пищеварения[33]) и вулканы, а кроме того, он залегает под антарктическими льдами и арктической вечной мерзлотой.

Метан, главный компонент природного газа, – это химическое соединение, состоящее из одного атома углерода, связанного с четырьмя атомами водорода. Метан синтезируется в ходе абиотических реакций, например при восстановлении углекислого газа водородом, вырабатываемым в сложных реакциях воды с минералами, которые называются серпентинизацией. Еще метан вырабатывается при ферментации органической материи микроорганизмами (метаногенными археями), и на Земле этот процесс вносит существенный вклад в глобальное потепление. Метан биологического происхождения высвобождается в больших количествах и при таянии вечной мерзлоты в арктических регионах, и в пищеварительных системах таких жвачных животных, как козы и коровы.

Нам известно, что на Марсе нет ни коров, ни коз, но поскольку метан вырабатывается живыми организмами, его всегда считали (в сочетании с другими газами) потенциальным признаком наличия жизни, и его обнаружение было желанной целью всех, кто искал жизнь на Марсе (а также, как мы узнаем из главы 9, на экзопланетах). Однако всегда следует помнить, что метан вырабатывается и в результате целого ряда небиологических процессов, и такие процессы могут идти и на Марсе. В их число входят реакции между магматическим магнезиально-железистым силикатным минералом оливином, которого на Марсе очень много, и водой и углекислым газом при высоком давлении и высокой температуре, то есть в условиях под поверхностью планеты.

Но здесь начинаются загадки. Начиная с 2003 года несколько приборов обнаружили метан на Марсе, однако другие аппараты, не менее чувствительные, ничего не нашли. Приведем конкретный и весьма интересный пример: марсоход НАСА «Кьюриосити», оснащенный сложным комплексом инструментов под общим названием SAM[34], на своем пути по поверхности кратера Гейла многократно регистрировал метан в марсианской атмосфере. В среднем SAM намерил около 0,4 части на миллиард единиц объема, то есть все равно что четверть чайной ложки сахара, растворенного в олимпийском бассейне. К 7 июня 2018 года SAM отметил даже сезонные колебания уровня метана, а также загадочные пики, почти в 50 раз превышающие среднее значение. Однако одновременно другой инструмент, спроектированный как золотой стандарт в измерениях концентрации метана, – Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы (TGO), запущенный в марте 2016 года на борту эксперимента Европейского космического агентства «ЭкзоМарс», не нашел никаких следов метана в более высоких слоях марсианской атмосферы. В наблюдениях, проходивших до мая 2019 года, этот аппарат зарегистрировал только нулевые значения (то есть значения не выше своего порога чувствительности, составляющего 0,02 части на миллиард единиц объема). Все стало еще сложнее, когда в 2019 году ученые, анализировавшие данные спектрометра (устройства, которое определяет состав вещества по спектру испускаемого света) на борту спутника «Марс Экспресс», запущенного Европейским космическим агентством в 2003 году, сообщили, что этот прибор зарегистрировал всплеск концентрации метана в марсианской атмосфере над кратером Гейла. Причем эти данные были собраны 16 июня 2013 года, на следующий день после того, как «Кьюриосити» зарегистрировал метановый всплеск на поверхности Марса, in situ[35].

Это была настоящая головоломка, и такое положение дел заставило исследователей предпринять первую попытку разобраться, почему одни приборы дают положительный результат, а другие нет, так как без этого нельзя перейти к более интересному вопросу о том, откуда берется этот метан, – к вопросу, ответ на который потенциально позволит сделать судьбоносные выводы. Крис Уэбстер из Лаборатории реактивного движения в Калифорнии, глава рабочей группы по спектрометрическим исследованиям в лаборатории SAM, не скрывал своего удивления, когда рассказывал об этих противоречивых результатах: «Когда европейская команда объявила, что не нашла никакого метана, я был совершенно огорошен». Тем не менее Уэбстер сразу понял, как следует поступить. Они с коллегами тут же приступили к пересмотру всех наблюдений SAM, чтобы исключить даже тень подозрений, что метан каким-то образом выделял сам марсоход «Кьюриосити». Они изучили корреляции между событиями обнаружения и самыми разными состояниями самого марсохода – куда он направлялся, как поворачивались его колеса, давил ли он камни. И ничего не нашли.

[31] Аккреция – процесс приращения массы небесного тела путем гравитационного притяжения вещества (обычно газа) из окружающего пространства.

[32] Цит. по: Саган К. Космос / Пер. А. Сергеева. М.: Альпина-нонфикшн, 2024.

[33] Строго говоря, не сами термиты, а микроорганизмы (метаногенные археи), живущие у них в кишечнике.

[34] «Sample Analysis at Mars» (англ.) – «Анализ образцов на Марсе». – Прим. ред.

[35] «На месте», «в месте нахождения», «в естественной среде» (лат.). – Прим. ред.