Марсоход Curiosity обнаружил доказательства, увеличивающие вероятность того, что на Марсе миллиарды лет назад существовала обитаемая среда населённая микробами.
Curiosity исследует ударный кратер Гейл (Gale crater) диаметром 154 километра, куда он приземлился в 2012 году. Исследования уже помогли установить, что кратер был по крайней мере частично затоплен в древности, хотя доказательства этого оспариваются. Однако последние результаты не только усиливают аргументы в пользу существования древнего озера, но и позволяют предположить, что условия внутри него были благоприятными для жизни.
Доказательства связаны с оксидом марганца. Curiosity впервые обнаружил небольшое количество оксида марганца в кратере Гейл в 2016 году, но теперь он обнаружил гораздо большее количество в осадочной формации Мюррей (Murray Formation). Формация Мюррей находится на склоне горы Шарп, в центре кратера.
Оксид марганца был идентифицирован с помощью прибора ChemCam, который направляет лазер на камни, которые учёные хотят изучить. Лазер нагревает небольшой участок поверхности, тем самым испаряя его, в результате чего образуется небольшое облако плазмы, которое бортовая камера и спектрометр ChemCam могут изучать на месте, чтобы определить состав материала. ChemCam обнаружил аргиллит, обогащённый оксидом марганца до 45%.
На Земле оксид марганца обычно встречается в руслах озёр или дельтах рек, где наблюдаются высокие окислительные условия. А микробы, существующие в этой среде, способны катализировать процесс окисления.
Обычно для этого процесса требуется постоянный приток кислорода, которого на Марсе не хватает. Обнаруженные в 2016 году небольшие количества оксида марганца можно объяснить без значительного количества кислорода, но большие количества, обнаруженные в формации Мюррей, требует совсем других обстоятельств. Для такого содержания процесс окисления потребует значительного количества кислорода.
«Окиси марганца трудно сформироваться на поверхности Марса, поэтому мы не ожидали обнаружить его в таких высоких концентрациях в прибрежных отложениях. У нас нет доказательств существования жизни на Марсе, а механизм производства кислорода в древней атмосфере Марса неясен, поэтому то, как оксид марганца образовался и сконцентрировался здесь, озадачивает», — заявил ведущий исследователь Патрик Гасда из Национальной лаборатории Лос-Аламоса.
Одним из ключей к разгадке является природа аргиллитовых отложений, в которых был обнаружен оксид марганца. Породы, обогащённые оксидом марганца, были обнаружены между двумя геологическими регионами формации Мюррей. Одна часть остров Саттон, похоже, представляет собой отложения на берегу озера. Другая, Блантс-Пойнт, находится глубже в озере.
Аргиллит, обогащённый оксидом марганца, более грубый и с более крупными зёрнами, чем коренная порода в других частях кратера, где было обнаружено лишь небольшое количество этого соединения. Это подтверждает теорию о том, что регион острова Саттон и Блантс-Пойнт является либо местом древней дельты реки, которая когда-то впадала в озеро, либо береговой линией озера, оба из которых представляют собой места, где преимущественно откладывались более крупнозернистые отложения. Более крупные зёрна способствовали бы формированию более пористой коренной породы, чем мелкозернистый аргиллит, который присутствует в других местах кратера Гейл — аргиллит, который, предположительно, находится гораздо глубже в озере. Эта пористость позволила бы грунтовым водам проходить более свободно.
По словам учёных, марганец мог просачиваться из грунтовых вод, проходя через крупнозернистый аргиллит, концентрируясь в породах. Однако откуда взялся кислород для его окисления, остаётся загадкой.
Присутствие оксида марганца также подтверждает вероятность того, что в озере могла существовать микробная жизнь. Микробы не только могут катализировать окисление марганца, но также потенциально способны использовать многие степени окисления марганца в качестве источника химической энергии для метаболизма, как это делают микробы на Земле. Другими словами, в каком-то смысле обилие оксида марганца, возможно, является косвенным биологическим маркером.
Открытие повышенных концентраций оксида марганца в прибрежных отложениях древнего марсианского озера свидетельствует о том, что условия в водоёме были достаточно обогащены кислородом и подходили для возможного зарождения и существования микробной жизни. Это одно из наиболее убедительных косвенных доказательств того, что на Марсе когда-то могла процветать жизнь, по крайней мере на микробном уровне. Дальнейшие исследования помогут пролить свет на загадку происхождения кислорода для окисления марганца и других деталей древней марсианской среды.