ALH84001 принадлежит к классу SNC-метеоритов, которые имеют марсианское происхождение (некоторые из этих метеоритов сохранили в минералах газовые включения, совпадающие по составу с марсианской атмосферой). Он весит около 2 кг, и, если продать его по современной рыночной цене $1000 за грамм, он может принести вам около $2 млн для финансирования программы исследования Марса.
Во многих отношениях ALH84001 бесценен. Он уникален по сравнению с другими марсианскими метеоритами и сам по себе образует отдельную группу внутри класса SNC. ALH84001 — каменный метеорит, самый древний из известных нам обломков Марса, возраст которого, согласно данным радиометрического анализа, составляет более 4 млрд лет‹‹15››. Это означает, что горные породы, из которых состоит ALH84001, сформировались в самый ранний период истории Марса, когда на его поверхности было много жидкой воды — в период «мокрого» Марса. Более того, в его минеральной массе обнаружены включения карбонатов, которые, по крайней мере на Земле, осаждаются из теплой воды. К несчастью для ALH84001 и к счастью для нас, эти горные породы не остались на Марсе — примерно 15 млн лет назад метеоритный удар выбросил их с поверхности планеты в космос. Наши пути пересеклись 13 000 лет назад, когда ALH84001 огненной вспышкой пронесся через атмосферу и упал на антарктический лед, вместе с которым ему предстояло еще долго дрейфовать через весь континент.
Через 10 лет после открытия ALH84001 неожиданно стал сенсацией. Команда ученых из НАСА, которой было поручено провести исследование метеорита, закончила долгую и тщательную работу. Итоговый доклад был озаглавлен «Поиск исчезнувшей жизни: возможность обнаружения следов биологической активности на марсианском метеорите ALH84001» и опубликован в журнале Science. Если даже такой заголовок не заставил ваши астробиологические «усики» трепетать, то НАСА специально организовало пресс-конференцию, чтобы вы случайно не остались в неведении о таком потрясающем открытии, которое будет иметь далеко идущие последствия‹‹16››.
Давайте сосредоточим свое внимание на научной стороне вопроса, а не на шумихе, которая за этим последовала. Какие тайны ALH84001 удалось раскрыть ученым? Все признаки биологической активности связаны с карбонатами, найденными в трещинах и пустотах вулканической породы. Первый аргумент — присутствие заметных следов особых органических соединений — полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Ученые пришли к заключению, что ПАУ преимущественно располагались внутри метеорита и не были просто загрязнением, попавшим на него в течение тех тысяч лет, что метеорит находился на Земле‹‹17››. В земных окаменелостях эти составляющие обычно (но не обязательно) связаны с разложением биологических организмов. Второй момент — карбонаты содержат отложения специфических минералов железа и серы, и зональность этих отложений близка к характерной для земных железобактерий. Третье доказательство действительно выглядит убедительно — это обнаруженные на кромках карбонатов упорядоченные скопления крохотных кристаллов магнетита (Fe3O4). По своей форме, размерам и прочим особенностям строения они очень похожи на те, что создаются магнитотактическими бактериями на Земле. И наконец, самое фотогеничное из всех свидетельств внеземной жизни на ALH84001 — на трещинах внутри метеорита обнаружены образования, похожие по форме на колонии земных бактерий. Эти крохотные наноокаменелости внешне очень похожи на окаменелые останки земных бактерий, если не считать того, что они значительно меньше по размеру. В целом группа ученых, исследовавших ALH84001, пришла к заключению, что в совокупности все эти четыре находки можно объяснить только одним — присутствием биогенного фактора, т. е. древних марсианских бактерий.
Далее последовали жаркие споры. Астробиологи любят повторять одну из самых известных максим Карла Сагана: «Экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств»[9]. Другими словами, если вы заявляете, что совершили исключительно важное научное открытие, то ваши экспериментальные данные и сделанные на их основе выводы должны содержать убедительные ответы на все возможные возражения. А в том, что эти возражения последуют, можно не сомневаться.
Для оценки справедливости утверждений об открытии древней жизни на Марсе директор НАСА Дэн Голдин привлек независимого эксперта Билла Шопфа. Это был мудрый выбор: Шопф считался признанным авторитетом в палеобиологии и был автором множества статей, посвященных древним окаменелостям, найденным в архейских и протерозойских горных породах‹‹18››. Предполагалось, что Шопф не будет проводить собственные исследования, а просто оценит опубликованные данные и выводы, а затем изложит свою точку зрения. Его первоначальное заключение — в какой-то степени задвинутое на задний план, поскольку все стремились к эффектным газетным заголовкам, — выдержало проверку временем. Шопф высказал мнение, что все четыре момента, которые, как утверждалось, доказывали наличие в ALH8400 древних ископаемых бактерий, могут быть объяснены небиологическими явлениями или загрязнением, которое могло иметь место в течение тех 13 000 лет, что метеорит пролежал в Антарктиде. Марсианская биология остается возможным объяснением наблюдаемых в ALH84001 явлений. Это объяснение не единственное, и качество данных не позволяет однозначно сделать вывод в пользу какой-то одной теории.
После всего сказанного, я полагаю, мы должны вынести из истории с ALH84001 один важный урок: научный анализ метеорита был проведен на самом высоком уровне как в первый раз, так и в последующих исследованиях, осуществленных различными группами ученых. Оглядываясь назад, я не вижу чего-то, что можно было бы сделать по-другому (хотя, возможно, следовало бы поменьше контактировать с прессой). Полагаю, эта история послужит образцом для исследований горных пород и почв, которые будущие экспедиции доставят с Марса. В этом смысле ALH84001 и примененные к нему методы научного анализа сохранят свою исключительную ценность. Он также служит нам предостережением, что будущая экспедиция по доставке образцов на Землю, возможно, не даст нам ясных ответов, которые мы наивно ожидаем получить. Пока не попробуем, мы ничего не узнаем наверняка. Единственное, чего мы можем хотеть в настоящий момент, — получить в свое распоряжение образцы марсианских горных пород, желательно добытых в тщательно контролируемых условиях и непосредственно с поверхности Марса.
Далекоидущие планы
Вот уже почти 20 лет прошло тех пор, как серьезные исследования Марса возобновились после долгой паузы, последовавшей за экспедициями «Викингов». За это время мы выяснили, что на Марсе когда-то существовала гидросфера и что под поверхностью планеты находится слой водяного льда, проанализировали химический состав грунта и зафиксировали сезонные изменения поверхности планеты. Что еще более важно, мы научились формулировать новые вопросы: действительно ли в древних отложениях сохранились окаменелости архейского типа? Можно ли утверждать, что возобновляющиеся линии на склонах объясняются присутствием жидкой воды? Могут ли живые организмы существовать в слое подповерхностного льда? И, вероятно, самое важное из всего, что мы узнали: на все эти вопросы можно ответить, только отправив на Марс экспедицию, которая доставит обратно на Землю образцы горных пород.
Доставка на Землю образцов марсианских пород даст возможность осуществить прорыв в понимании жизни на Марсе — как древней, так и современной, — который так необходим для развития астробилогии. Это не только моя точка зрения. В 2013 г. Национальный исследовательский совет США выпустил очередной доклад, выходящий раз в 10 лет, в котором изложил свое видение национальных задач в области изучения Солнечной системы на ближайшее десятилетие. Приоритетной целью была названа подготовка экспедиции на Марс, предназначенной для доставки образцов, которая стала бы наиболее эффективным средством получения исчерпывающих сведений об условиях на поверхности Марса и возможности существования жизни. Этот доклад был востребован как НАСА, так и Национальным научным фондом (источником правительственного финансирования для многих научных программ в США), и поэтому он имеет большое влияние. Но, как мы увидим в дальнейшем, хорошие пожелания — это одно, а решения (которые принимаются с учетом ограниченного финансирования) — совсем другое.
Как найти жизнь на Марсе?
Мы много говорили о Марсе и возможностях для жизни на этой планете. Теперь пришла пора обсудить, где конкретно эта жизнь может обитать и какие эксперименты мы должны провести, чтобы подтвердить ее наличие. Цель номер один — отыскать древние ископаемые внутри осадочных пород. Возможно, это не так интересно, как поиски современной жизни, но такой подход имеет под собой твердое научное обоснование, а практические задачи вполне осуществимы.
«Кьюриосити» в настоящее время исследует как раз такую местность, какой мы интересуемся, — обнажения древних пород (того же возраста, что и ALH84001), которые, судя по их геологическому окружению, в далеком прошлом были погружены в воды теплого моря. Я также должен упомянуть, что «Кьюриосити» оказался в этом районе не случайно. Место его посадки было выбрано на основании детальных снимков, сделанных «Марс Реконессанс Орбитер», чтобы понять, какой именно тип ландшафта предстоит изучать марсоходу. «Кьюриосити» оснащен инструментами, позволяющими брать буровые пробы горных пород глубиной до 5 см. Вероятно, в дальнейшем ученые захотят пробурить более глубокие скважины, а также возвращать сами буровые пробы, а не измельченные в порошок горные породы, однако на сегодняшний день «Кьюриосити» не хватает только одного — возможности доставить образцы на Землю.