Крошечные соляные трещины могут служить «мини-теплицами» для микробов на Марсе

Фото из открытых источников

Мы уже давно ищем жизнь на Марсе, но пока безуспешно. Основная проблема заключается в замкнутом круге двух ключевых компонентов жизни. Жизнь в том виде, в каком мы её знаем, требует жидкой воды и приемлемой температуры, и то, и другое на Марсе есть, но почти никогда не одновременно. Однако в новой статье ведущего автора Анны Богнар и её команды из Университета имени Этвеша Лоранда (ELTE) и обсерватории Конколи описывается способ, позволяющий жизни одновременно удовлетворять обоим требованиям — скрываясь в кристаллах соли.

Чтобы понять почему, давайте сначала внимательнее рассмотрим «Уловку-22». Во время марсианской ночи воздух на планете охлаждается, а относительная влажность повышается. Соли, рассеянные по поверхности, могут поглощать часть этого пара в процессе, известном как расплывание. Однако температура также намного ниже той, при которой могла бы выжить любая живая организму с метаболизмом — она падает до -80℃, что далеко за пределами возможностей жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

С другой стороны, в марсианский день температура поднимается до гораздо более приемлемых 0℃, а в некоторых точках вблизи экватора даже выше. Это вполне укладывается в рабочий диапазон известного метаболизма для жизни, какой мы её знаем — в конце концов, канадцы живут при более низких температурах почти полгода. Однако в этот тёплый период солнце также сжигает всю влагу, снижая относительную влажность почти до нуля. Поэтому, пока тепло, вся вода, которая была заперта за ночь, внезапно исчезает.

Однако одна из особенностей этих резких перепадов температуры, достигающих 150℃ за один день, может также использоваться для удержания воды. Материалы сжимаются и расширяются при охлаждении и нагревании, создавая серьезное механическое напряжение в горных породах, подвергающихся этим изменениям. Например, согласно моделям авторов, кристаллы соли галита (NaCl) могут сжиматься до 1,6% в диапазоне температур от 150 до 300 К, что потенциально может привести к образованию микроскопических трещин и разломов. В эту самую холодную точку, в кромешной ночи, также достигается пик относительной влажности, и «гигроскопичная» (то есть водопоглощающая) соль вытягивает влагу из воздуха, образуя микроскопический рассол.

Утром солнце нагревает тот же материал, кристалл расширяется и возвращается к своему первоначальному размеру, перекрывая микротрещины, образовавшиеся за ночь. Это означает, что, хотя внешняя поверхность материала высыхает, внутри этих микроскопических каналов может оставаться вода, которая под воздействием тепла превратится в жидкость, но не сможет выйти в атмосферу, поскольку выхода из трещины нет.

Это значит, что, по крайней мере в течение нескольких драгоценных часов каждый день летом, эти микроскопические трещины заполняются жидкой водой при температурах, при которых, как известно, биологические организмы могут эффективно функционировать. Но заделанная трещина также обеспечивает и другие преимущества. Даже несколько миллиметров материала, покрывающего трещину, могут обеспечить защиту от смертоносных ультрафиолетовых лучей, которые в противном случае стерилизовали бы любой незащищенный вид жизни на Красной планете. Но она также пропускает достаточно видимого света, так что, по крайней мере теоретически, любые микробы, обитающие в этих трещинах, могли бы получать энергию посредством фотосинтеза.

На самом деле, уже есть примеры того, как бактерии делают нечто подобное на Земле. В чилийской пустыне Атакама, самом засушливом месте на Земле, микроскопические цианобактерии полностью покинули почву и поселились внутри пор галитовых пород, выживая за счет воды, которую соли этих пород извлекают из воздуха. Таким образом, на практике, по крайней мере, одна сторона уравнения работает для жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

Однако остаются некоторые проблемы, которые необходимо решить. Очевидно, нет гарантии, что трещина будет полностью герметичной каждый день, позволяя воде просачиваться в течение дня и потенциально создавая цикл «пир или голод» для микробов, пытающихся выжить внутри неё. Кроме того, сама соль может содержать перхлораты, которые смертельно опасны для большинства форм земной жизни. Наконец, хотя микробы в этих трещинах могут быть защищены от ультрафиолетового излучения, они не защищены от высокоэнергетических космических лучей, которым мало дела до нескольких миллиметров защитного покрытия.

Всё это говорит о том, что, хотя теоретически микробы и могут выжить в такой среде, это, безусловно, маловероятно. Но, как сказал Джефф Голдблюм в знаменитом фильме «Парк Юрского периода», «жизнь, э-э, найдёт способ». И, возможно, она нашла способ пережить высыхание Красной планеты, спрятавшись в соляных расщелинах. Если это так, мы когда-нибудь сможем его найти и, таким образом, ответить на одну из величайших загадок жизни — осознать, что мы не одиноки.