ды лет назад, на Марсе было куда больше воды. (См. рисунок 17 на вклейке.)
Мы не слишком хорошо знаем, как выглядела наша планета миллиарды лет назад, потому что такие свидетельства стерты с лица Земли движением тектонических плит и эрозиями. Но на Марсе все стоит по-прежнему. И (об этом я подробнее скажу позже) если на Марсе есть жизнь, то она, скорее всего, связана с нашей, земной. Поиск древней жизни на Марсе может обернуться открытиями в области происхождения жизни на Земле.
Так получилось, что после разочаровывающих результатов миссии «Викинг» внутри NASA началось жесткое сопротивление поиску сохранной жизни как таковой. Эта ситуация изменилась совсем недавно в связи со спутником Юпитера – Европой. И еще кое-что произошло за это время. В 1996 году был опубликован доклад ученых, исследовавших марсианский метеорит. Сначала все считали, что это просто камень, упавший с неба, но в результе сравнения газов, заключенных внутри этого камня, и параметров марсианской атмосферы, зарегистрированных станцией «Викинг», мы узнали, что этот камень прилетел с Марса. Итак, ученые обнаружили определенные признаки существовавшей когда-то жизни (микробов) на марсианском метеорите. Объявил об этом в том числе и Билл Клинтон, президент США. Некоторое время все были чрезвычайно увлечены этой новостью. Сегодня лишь горстка ученых верит, что на том метеорите и правда были следы жизни. Но эта «ложная тревога» привела к новой волне интенсивного исследования Марса, которая продолжается по сей день. На рисунке (см. рисунок 18 на вклейке) вы видите аппараты, в данный момент собирающие информацию о Красной планете.
Прямо сейчас на орбите Марса находится пять активных станций, а шестая – «Орбитальный аппарат для исследования малых составляющих атмосферы» (Trace Gas Orbiter), совместный проект ЕКА и «Роскосмоса» – летит с Земли. На поверхности планеты на сегодняшний день два активных ровера, и еще один посадочный модуль в пути. Довольно впечатляющая картина. Еще четыре миссии, начавшиеся после нашумевшего падения метеорита, уже завершены.
Мне выпала честь быть ведущим исследователем проекта HiRISE для «Марсианского разведывательного спутника». В рамках этой миссии мы отправили самый большой на сегодняшний день телескоп на другую планету. Он, конечно, просто крошка по сравнению с наземными телескопами, но те громадины мы пока не можем запускать в космос. С помощью разработанной нами камеры можно получать с орбиты изображения в масштабе около 30 сантиметров на пиксель – очень высокое разрешение для подобных устройств. Так мы делаем гигантские, гигапиксельные снимки с цветопередачей чуть хуже средней.
Мы исследуем Марс уже десять лет, и я хотел бы рассказать вам лишь о малой толике тех открытий, что мы сделали, пока искали органическую жизнь. На Марсе есть область, называемая Долиной Мавра – там очень много глинистых пород. Богатые алюминием и железом глины в конкретных стратиграфических образцах говорят нам о долгом периоде присутствия жидкой воды. Найдены также залежи кремнезема – похожий состав почвы можно наблюдать у горячих кремниевых источников Йеллоустоу-на. Кремнезем – отличная среда для жизни, в которой, к тому же, миллиарды лет способны сохраняться биосигнатуры. Марсоход «Кьюриосити» в данный момент работатет в ударном кратере Гейл – я надеюсь, что рано или поздно мы доберемся до интересующих нас там залежей. На Марсе есть так называемые грязевые вулканы – они извергают породы, лежащие под поверхностью планеты, а те являются самой подходящей средой для жизни, так как защищены от радиации.
Мы нашли больше пяти сотен следов от падений на Марс малых небесных тел. Обычно мы узнаем о новом падении в течение пары месяцев и можем буквально изучать фотографии «до» и «после». В некоторых свежих кратерах можно увидеть ярко-белое вещество, спектр излучения и другие свойства которого указывают на то, что это замерзшая вода. Интересно, что это очень чистый лед, почти без примесей, и находим мы его в том числе в удивительно низких широтах: вплоть до 39° северной широты – это сравнимо с земными широтами, на которых располагается Средиземное море, так что речь идет вовсе не о полярных областях. Этот факт особенно важен для будущих пилотируемых миссий на Марс, потому что людям необходима вода – не только чтобы пить, но и чтобы выращивать еду, производить кислород и ракетное топливо.
Еще одна особенность Марса, всегда привлекшая огромное внимание наблюдателей – каналы на его поверх-ности. На прошлой неделе в Лондоне состоялась конференция Геологического общества, посвященная марсианским каналам. Ранее считалось, что эти каналы совсем недавно образованы потоками жидкой воды – это позволяло предположить, что и сейчас там существует обитаемая среда. Мы наблюдали за каналами и выяснили, что они действительно активно формируются и сегодня, но наше внимание привлекло кое-что другое: каналы всегда возникали зимой в тех местах, где на поверхности был диоксид углерода CO2 (сухой лед). Температура этого льда очень низкая. Там нет никакой жидкой воды. Каналы, очевидно, образуются тающими залежами углекислоты, которая оседает на поверхности в период заморозков. Это стало для всех неожиданностью.
А затем мы обнаружили еще одну интересную особенность: в самые теплые месяцы на Марсе в некоторых местах возникают темные потоки, медленно скатывающиеся по склонам. Эти потоки исчезают, когда прекращается их активное движение, а затем возобновляется с приходом следующего теплого сезона. Это очень похоже на то, как земная вода каждую весну стекает по земным склонам, такой механизм мог бы объяснить наши наблюдения. Но мы не знаем, откуда берется эта вода. Обнаруженные в этом регионе гидратированные соли и температура, при которой мы наблюдаем активность потоков, очень сильно напоминают поведение соленой воды на Земле. Вполне возможно, что мы смотрим на современную обитаемую марсианскую среду. Я, впрочем, ставлю на то, что жизни там нет. Но ситуация в целом означает, что мы многого еще не знаем о поверхности Марса.
Прошлой осенью мы опубликовали результаты спектрального анализа, предполагающие наличие гидратированных солей. Можно сравнивать спектры, полученные с Марса, с лабораторными данными и делать выводы о составе почвы и атмосферы. Пробы, о которых я говорю, безусловно, связаны с сезонными потоками на теплых склонах Марса. Когда эта статья вышла, NASA устроило пресс-конференцию, поднялась довольно большая шумиха – и все это случилось за пару недель до выхода фильма «Марсианин». Такое занятное соседство породило смешную картинку – постер фильма, но вместо слогана «Верните Уотни домой» кто-то прифотошопил фразу «Дайте Уотни соломинку». Еще мне понравилась карикатура Роберта Мэтсона: «Натуральная родниковая вода прямо с Марса, $2,000,000 за бутылку (плюс доставка)». Хотелось бы мне, чтобы образец с Марса можно было получить всего за два миллиона долларов!
Ну хорошо, то есть на сегодняшний день Марс – безжизненная пустыня? Я не думаю, что что-то живет в сезонных потоках, но геологические данные свидетельствуют о наличии жидкой воды в коре планеты – в месте, защищенном от радиации. Планетная кора обладает сложной структурой, в которой есть карманы для жидкости – вроде тех, из которых мы на Земле добываем газ и нефть. На глубине в несколько километров достаточно тепло, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии. На Земле мы находим жизнь и очень глубоко под поверхностью. Если на Марсе когда-то была органическая жизнь, то она могла сохраниться и до наших дней в этих подземных карманах.
Более того, почти наверняка между Землей и Марсом в какой-то момент состоялся обмен биотой. Марс находится не слишком далеко от нас. Метеориты с Марса до сих пор нередко достигают Земли. Вероятно, и камни с Земли достигали Марса в прошлом. В эту сторону, правда, двигаться сложнее, так как нужно вырваться из крепких объятий земной гравитации и двигаться как бы наружу из Солнечной системы. Но и такое почти наверняка случалось за время существования нашей планеты. Жизнь здесь зародилась около четырех миллиардов лет назад, и в тот же период на Землю падало большое количество метеоритов. Существуют бактерии, устойчивые к крайнему обезвоживанию, ультрафиолетовому и ионизирующему излучению, большим ударным нагрузкам (хотя камни с Марса как раз испытывают умеренные ударные нагрузки). Микроорганизмы или споры могли пережить путешествие от Марса до Земли. В связи с этим встает вопрос: жизнь возникла на Земле и переехала на Марс или все обстояло совсем наоборот? В любом случае вероятно, что жизнь, суще-ствовавшая на Марсе со времен предполагаемого обмена, сохранна и сегодня – под поверхностью планеты.
Что касается грядущих миссий, которые могут ответить на некоторые из этих вопросов, то в 2020 году[13] в путь отправятся два марсохода: один, совместный проект ЕКА и «Роскосмоса», оснащен буром и способен проводить весьма чувствительные тесты для обнаружения жизни. Второй марсоход сделан в NASA, он должен собрать различные образцы и вернуться с ними на Землю. Так что оставайтесь с нами – вас ждет еще много новостей с Марса.
А теперь я перейду к обсуждению Юпитера, у которого имеется четыре крупных спутника: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Три ближайших из этих спутников исполняют вокруг Юпитера причудливый орбитальный танец: в то время как Ганимед совершает один круг, Европа проходит два, а Ио – четыре. Периодически они выстаиваются в одну линию и, хотя планеты и спутники склонны двигаться по круговой орбите под действием приливных сил, такое положение провоцирует резонанс орбит и искажает их круглую форму. Поэтому расстояние от спутников до Юпитера меняется со временем, а это меняет форму спутников и вызывает приливной разогрев их недр – особенно на Ио, где можно обнаружить множество активных вулканов, извергающих потоки силикатной магмы.
На Европе приливной разогрев куда слабее, но его вполне достаточно, чтобы поддерживать в жидкой форме глобальный океан воды под относительно тонкой (может, около десяти километров) ледяной оболочкой. Это значит, что Европа находится в так называемой «зоне Златовласки» (обитаемой зоне) системы Юпитера и потому представляет огромный интерес для искателей внеземной жизни. Предполагается, что на Европе есть все ингредиенты для зарождения жизни: сколько хочешь жидкой воды, необходимые химические элементы и источники энергии.