Исследования марсианского камня показывают: жизнь может переноситься между планетами
Опубликовано в Spaceflight Now 29 октября 2000 г.
 Магнитное микроскопическое изображение кусочка марсианского метеорита ALH84001 размером 1мм×2см×1см, наложенное на фотоснимок этого же образца. Цвет отражает интенсивность поля: красный соответствует направленности вверх, синий - вниз. Участок на верхней левой стороне образца (видимый как тонкая черная корка на фотоснимке) изменил намагниченность в поле Земли, в то время как внутренность метеорита сохранила слабую гетерогенную намагниченность, которую она приобрела на Марсе. Дизайн изображения: Francis Macdonald, Caltech |
Согласно одному из предположений теории панспермии, жизнь на Землю могла быть первоначально занесена метеоритами с Марса, где в ранний период истории Солнечной системы условия, как полагают, были более благоприятными для возникновения жизни из неживой природы. Единственная проблема: как метеорит мог быть выброшен с Марса и долететь до Земли таким образом, что не были сожжены любые находившиеся на нем микробы?
Однако, новые исследования знаменитого марсианского метеорита ALH84001 показывают, что этот камень никогда не нагревался больше, чем до 105 градусов по Фаренгейту (около 40°С) во время путешествия от "красной планеты" до Земли, даже во время удара, выбросившего его с Марса, или во время полета в земной атмосфере перед приземлением на антарктическом льду тысячи лет назад.
В выпуске журнала Science от 27 октября аспирант Калтеха Benjamin Weiss, студент Francis Macdonald, профессор геобиологии Joseph Kirschvink и их сотрудники в университетах Vanderbilt и McGill дают объяснение результатам, которые они получили при исследовании нескольких тонких срезов метеорита с помощью нового современного прибора, известного как сканирующий сверхпроводящий микроскоп сверхвысокого разрешения на принципе квантовой интерференции (Ultra-High Resolution Scanning Superconducting Quantum Interference Device Microscope UHRSSM). Этот прибор, разработанный Францем Боденбэчером (Franz Baudenbacher) и другими исследователями в Вандербильте, предназначен для определения микроскопических различий в ориентации магнитных линий внутри каменных образцов с чувствительностью в 10000 раз большей, чем у существующих приборов.
"Что наиболее интересно в этом исследовании: оно показывает, что марсианский метеорит на всем пути от поверхности Марса до поверхности Земли не нагревался настолько, чтобы разрушились бактерии или даже семена растений или грибки," говорит Weiss, ведущий автор статьи в Science. "По другим исследованиям, метеориты могли долетать от Марса до Земли за год, а некоторые живые организмы могут жить в космосе несколько лет. Таким образом, перенос жизни вполне возможен."
Метеорит ALH84001 находился в фокусе множества научных исследований за последние несколько лет, поскольку некоторые ученые полагают, что внутри камня имеются интригующие признаки окаменевшей жизни. Этот вопрос так и не был до конца решен, но Weiss говорит, что для полученного ими результата это не столь важно.
"Фактически, мы не считаем, что именно этот метеорит принес сюда жизнь," говорит Weiss. "Но компьютерное моделирование выброса марсианских метеоритов показывает, что около одного миллиарда тонн камней было принесено на Землю с Марса со времени формирования двух планет." Многие из этих камней совершили путешествие менее, чем за год, хотя для ALH84001 оно заняло около 15 миллионов лет.
"Тот факт, что по крайней мере один из 16 известных марсианских камней оказался здесь, не испытав большого нагрева, говорит о том, что это должен быть вполне обычный процесс," говорит Киршвинк (Kirschvink).
 Знаменитый марсианский метеорит ALH84001. Фото: NASA |
Образец, с которым работала группа Киршвинка, имеет толщину около 1 мм и длину 2 см и немного напоминает формой африканский континент, причем на одной стороне имеется часть исходной поверхности метеорита. Используя UHRSSM, исследователи обнаружили, что образец имеет хорошо выровненное и интенсивное магнитное поле около поверхности, которое и должно было быть, так как эта поверхность разогрелась до высокой температуры при входе в земную атмосферу.
Дело в том, что любой слабо намагниченный камень после нагревания до высоких температур и охлаждения будет переориентировать свою намагниченность так, чтобы выровнять свое поле вдоль направления местного магнитного поля. Эта критическая температура для любого магнитного материала называется блокирующей температурой. Таким образом, внешний поверхностный слой метеорита ALH84001 достиг температуры, более высокой, чем блокирующие температуры его магнитных материалов, что явилось причиной выравнивания поля этих материалов на поверхности камня с магнитным полем Земли.
Однако, внутренние части образца, как было обнаружено, имеют хаотически ориентированную намагниченность. Это означает, что часть материала внутри метеорита не нагревалась до блокирующих температур со времени, когда он покинул марсианскую поверхность. Далее, когда исследователи осторожно нагрели другой кусочек, взятый из внутренней части метеорита, они обнаружили, камень начинает размагничиваться при температурах 40°С, что говорит о том, что он никогда не был нагрет даже до этого уровня.
Таким образом, устойчивые к радиации организмы, способные выжить без энергии и воды в течение года, могли бы совершить путешествие от Марса до Земли. Примеры таких стойких организмов, таких как bacteria bacillus subtilis и deinococcus radiodurans, уже хорошо известны.
"Глядя реалистично, мы не думаем, что какие-либо живые формы, более сложные, чем споры одноклеточных бактерий, очень жесткие споры грибков или хорошо защищенные семена, могли выдержать это," говорит Киршвинк. "Они также должны были бы перейти в какую-то форму «спячки»."
Хотя это исследование не рассматривает напрямую вопрос жизни в метеоритах, авторы говорят, что их результаты устраняют главное возражение против теории панспермии - что любая форма жизни, доставляемая на Землю метеоритом, была бы термически стерилизована при мощном выбросе камня с родительской планеты, или при входе в атмосферу. Предыдущие исследования уже показали, что метеорит может входить в земную атмосферу без большого нагрева его внутреннего материала.
"ALH84001 стимулировал большое число исследований для проверки гипотезы, что жизнь существует где-нибудь вне Земли. Это последнее исследование показывает, что температура внутри метеорита могла бы позволить жизни выстоять и, возможно, пропутешествовать с Марса до Земли," говорит нобелевский лауреат, биолог Baruch Blumberg, являющийся директором Института астробиологии NASA.
 Знаменитый микроскопический снимок ALH84001, который, как утверждают некоторые, указывает на окаменевшую жизнь внутри метеорита. Фото: NASA |
Эти результаты также демонстрируют то, что ключевая информация могла бы быть потеряна, если бы доставляемые с Марса космическими аппаратами камни подвергались термической стерилизации, как это предлагают делать. Такая стерилизация разрушила бы ценную магнитную, биологическую и петрологическую информацию, содержащуюся в образцах.
Если жизнь когда-то эволюционировала на Марсе, она, вероятно, должна была переноситься постоянно на Землю в течение геологических времен. Так как обратный процесс - перенос земной жизни на Марс - динамически значительно более затруднен, возможно, более важно защитить марсианскую биосферу (если она существует) от земных микробов.
Согласно Киршвинку, "марсианская биосфера, если она когда-либо эволюционировала, вероятно, должна была быть перенесена на Землю миллиарды лет назад и могла участвовать в эволюции и увеличении разнообразия бактериальной жизни здесь."
"Поэтому есть по крайней мере шанс, что мы частично произошли от марсианских микробов," говорит Киршвинк.
Исследование ALH84001 частично финансировалось Институтом астробиологии NASA - международным исследовательским консорциумом, включающим академические центры и полевые центры NASA - центральный административный офис которого находится в Исследовательском центре NASA имени Эймса в калифорнийской "Силиконовой долине". Группа из Jet Propulsion Laboratory в Пасадене, финансировавшая исследование Калтеха, является одной из 11 ведущих команд института.
Перевод: V.B.
