Перед вами часть Долины Маринера (лат. Valles Marineris), крупнейшей системы каньонов в Солнечной системе, запечатленная китайским орбитальным аппаратом "Тяньвэнь-1" в начале 2022 года. Изображение было получено с высоты в 762 километра в рамках полного картографирования поверхности планеты.
Долины Маринера простираются более чем на 4 000 километров — почти четверть окружности Красной планеты — и достигают глубины около 11 километров. Для сравнения: Большой каньон в США в 10 раз короче и почти в 5 раз мельче. Если бы эта структура находилась на Земле, то она протянулась бы от Москвы до Ташкента.
Считается, что формирование Долин Маринера началось миллиарды лет назад как тектонический разлом, связанный с образованием вулканического плато Фарсида (огромное вулканическое нагорье к западу от долин Маринера, где расположены четыре гигантских потухших вулкана, включая Олимп). Затем в игру вступила эрозия — водная и ветровая, — которая углубила и расширила первоначальный разлом, создав эту колоссальную систему каньонов, которую мы наблюдаем сегодня.
Космический аппарат "Тяньвэнь-1" прибыл к Марсу 10 февраля 2021 года, а 14 мая спустил на его поверхность ровер Zhurong — первый и сразу успешный опыт Поднебесной в освоении Красной планеты. Орбитальный аппарат завершил полное картографирование в июне 2022 года, выполнив 1 344 витка.
Грабен длиной 600 километров, расположенный недалеко от вулкана Арсия. Неизвестно точно, как эта черта образовалась, но, вероятнее всего, её появление связано с подповерхностной активностью магмы в этом вулканическом регионе.
Ранним утром 18 мая 1979 года посадочный аппарат NASA "Викинг-2", работавший на Марсе с 3 сентября 1976 года, передал на Землю уникальный кадр: равнина Утопия, окутанная сверкающим инеем.
На неровной поверхности, усыпанной камнями разных форм и размеров, временно появился тонкий слой замерзшего углекислого газа (CO2) и водяного инея — почти как утренний иней на Земле. В момент съемки температура в районе посадки составляла около −80 °C.
Этот снимок стал одним из первых прямых доказательств наличия водяного льда на Марсе. Кроме того, в месте посадки "Викинга-2" обнаружили минеральные соли, а в рамках экспериментов зафиксировали необычные химические реакции, которые интерпретировали как возможные намеки на микробную активность — хотя споры об этом идут до сих пор.
Сегодня мы знаем, что на Красной планете водяного льда очень много, включая гигантские подповерхностные залежи. Это делает Марс не только привлекательной астробиологической целью, но и перспективным местом для строительства небольших научных станций — по примеру земных полярных баз. Вода — крайне важный ресурс, необходимый не только для питья, но и для получения кислорода и топлива.
Олимп — не просто крупнейший вулкан Марса. Это самая высокая известная гора во всей Солнечной системе. Если измерять от подножия до вершины, то его высота достигает примерно 26 километров, а диаметр основания составляет около 500 километров.
Для сравнения: высочайшая гора Земли — Эверест — имеет высоту 8 849 метров над уровнем моря. Олимп почти втрое выше.
При этом, если бы вы оказались на его склоне, то вряд ли поняли бы, что стоите на гигантской горе. Склоны Олимпа очень пологие: подъем настолько растянут, что напоминает скорее "бесконечную" равнину, чем типичный вулканический пик. Лишь из космоса становится ясно, насколько огромна эта структура.
Олимп — ярчайший пример щитового вулкана. Такие вулканы образуются, когда жидкая лава медленно растекается на огромные расстояния. Лава затвердевает, и следующее извержение покрывает ее новым слоем, что приводит к естественному увеличению размеров горы. На Земле похожим образом сформировались вулканы Гавайев, хотя марсианский гигант превосходит их во много раз.
Причина таких размеров связана сразу с несколькими особенностями Марса. Во-первых, сила тяжести там значительно ниже земной, поэтому вулканы могут вырастать гораздо выше, не разрушаясь под собственным весом. Во-вторых, на Марсе, вероятно, не было активной горизонтальной тектоники плит земного типа. Из-за этого горячая точка под поверхностью могла очень долго оставаться на одном месте, подпитывая Олимп новыми потоками лавы.
Особого внимания заслуживает тот факт, что основание Олимпа окаймлено уступом высотой в несколько километров, отдельные особенности которого напоминают структуры, которые на Земле возникают при взаимодействии лавы и воды. Одна из наиболее любопытных гипотез предполагает, что Олимп сформировался рядом с древним океаном или же был гигантским вулканическим островом.
Если эта гипотеза верна, то речь идет о событиях миллиардолетней давности — задолго до того, как планета превратилась в промерзлую пустыню.
Сегодня Олимп считается потухшим вулканом, хотя в прошлом он мог не только часто извергаться, но и оставаться активным дольше, чем большинство других вулканов Красной планеты.
Когда инструменты марсохода NASA Curiosity, находящегося на Красной планете с 6 августа 2012 года, зафиксировали в разреженной атмосфере присутствие молекулярного кислорода (O2), это стало неожиданностью.
Сегодня известно, что на кислород приходится всего около 0,13–0,16% от объема марсианской атмосферы, состоящей на 95% из углекислого газа (CO2). Это ничтожно мало по земным меркам, но факт его присутствия заслуживает особого внимания.Итак, откуда на холодной и сухой планете, где нет ни растений, ни водорослей, ни каких-либо других организмов*, способных к фотосинтезу, взялся O2, запасы которого пополняются?*По сей день никаких убедительных доказательств существования жизни на Марсе нет. Поэтому исходим из этого факта.
Фотохимия атмосферы
Исследования показывают, что основным источником кислорода на Марсе являются фотохимические процессы, протекающие в верхних слоях атмосферы. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца молекулы CO2 и небольшого количества водяного пара (H2O) распадаются, высвобождая атомы кислорода. Часть этих атомов ненадолго объединяется в молекулы O2, которые после череды фотохимических реакций снова оказываются связанными в составе CO2.Данная модель прекрасно объясняет присутствие кислорода в марсианской атмосфере. На этом можно было бы и закончить статью, но...
Загадочные сезонные колебания
В 2019 году Curiosity, продолжая свою работу в кратере Гейла, обнаружил, что колебания уровня кислорода в атмосфере демонстрируют более сильную сезонную зависимость, чем предсказывает фотохимическая модель. Так, в весенне-летний период уровень O2 возрастает почти на 30%, а осенью и зимой возвращается к исходным значениям.В попытках объяснить эту аномалию ученые выдвинули две гипотезы:
Роль марсианского грунта
Марсианский реголит насыщен перхлоратами — солями, содержащими кислород в связанном виде. Лабораторные эксперименты вкупе с моделированием показывают, что под воздействием радиации такие соединения могут разлагаться, высвобождая реакционноспособные кислородсодержащие продукты, включая молекулярный кислород.
Пока доподлинно неизвестно, может ли этот механизм полностью объяснить наблюдаемую сезонность, но на роль потенциального источника "дополнительного" кислорода он определенно подходит.
Подповерхностная вода и радиолиз
Вторая гипотеза связана с залежами подповерхностного льда и возможным наличием карманов с рассолами — локальных скоплений воды с очень высокой концентрацией растворенных солей, что позволяет ей оставаться жидкой даже при очень низких температурах.Учитывая, что Марс лишен надежной магнитосферы и плотной атмосферы, поверхности достигает большое количество космической радиации, которая, проникая в грунт, способна расщеплять молекулы воды — процесс, известный как радиолиз. В результате образуются кислородсодержащие соединения, способные вносить вклад в наблюдаемую сезонную изменчивость кислорода в атмосфере Марса.Однако прямых доказательств того, что именно этот процесс заметно влияет на сезонное содержание O2 в атмосфере Марса, пока нет.
Может быть, это жизнь?
Несмотря на то, что традиционно кислород считается одним из лучших биомаркеров, на Марсе его концентрации крайне малы, чтобы приписывать ему биологическое происхождение. То, что было зафиксировано, без проблем укладывается в "абиогенные рамки" — фотохимия, поверхностная и радиационная химия.
Поэтому интерес ученых вызывает не сам факт присутствия O2, а его необычное поведение. Понимание этого механизма позволит лучше понять химические процессы, происходящие на Красной планете сегодня. Следовательно, это поможет уточнить оценки того, насколько Марс вообще мог быть пригоден для жизни в прошлом.В конце концов, поиски возможных следов марсианской жизни должны начинаться с понимания того, располагала ли когда-нибудь планета-соседка условиями, подходящими для ее зарождения. И пока однозначного ответа нет.
Так выглядит одна из двух версий солнечного затмения для наблюдателя на Марсе — или, точнее, транзит Фобоса, крупнейшего из двух спутников Красной планеты, по диску Солнца.
Из-за своей неправильной картофелеобразной формы, малого размера (27×22×18 километров) и удаленности от планеты спутник не может закрыть светило целиком, как это делает Луна во время наблюдения солнечных затмений на Земле. Даже в максимуме Фобос перекрывает лишь около 40% звездного диска.
Изображение было получено 2 апреля 2022 года марсоходом NASA Perseverance. На сегодняшний день это самая детализированная фотография солнечного затмения в истории марсианских наблюдений.
Интересный факт: Фобос — обреченный спутник. Он медленно сближается с планетой и примерно через 50 миллионов лет будет разорван приливными силами Марса на крошечные фрагменты, что приведет к формированию временной кольцевой системы.
Этот исторический кадр, полученный 30 июля 1976 года орбитальным аппаратом NASA "Викинг-1", демонстрирует испещренную кратерами поверхность Красной планеты и прослойку разреженной углекислотной атмосферы на горизонте.
Левее центра виден кратер Галле диаметром 230 километров, расположенный на восточном краю гигантского бассейна Аргир. Это ударное образование неофициально называют "смайлик" из-за изогнутой горной гряды и двух меньших горных скоплений, которые в совокупности напоминают улыбающееся лицо — яркий пример парейдолии.
Орбитальные аппараты программы "Викинг" картографировали поверхность Марса с разрешением 150–300 метров на пиксель, а некоторые области были сняты с разрешением до 8 метров на пиксель. "Викинг-1" проработал на орбите Красной планеты до 17 августа 1980 года, передав бесценные данные, которые проложили путь для всех последующих марсианских миссий.
Беспрецедентное исследование, опубликованное в журнале Applied and Environmental Microbiology, показывает, что сложный организм с клеточным ядром — грибок Aspergillus calidoustus (далее A. calidoustus) — способен выдержать все этапы марсианской миссии: от предстартовой подготовки до космического перелета и работы на поверхности планеты.
И, что самое интересное, грибок был обнаружен в сверхчистых помещениях NASA, где собирают марсоходы. И теперь возникает справедливый вопрос: а не могли ли мы "заразить" Марс земной жизнью?
Незваный гость в сверхчистых помещениях
Микробиолог Кастхури Венкатесваран, бывший старший научный сотрудник NASA, исследовал сверхчистые помещения, где собирали марсоход Perseverance. И, как оказалось, они все же не абсолютно стерильные: Венкатесваран выделил 27 штаммов грибков, включая A. calidoustus — небольшой нитчатый гриб, который обычно живет в трубопроводах и вентиляционных системах на Земле. Этот земной обитатель пережил строгие протоколы стерилизации, которые должны были свести к минимуму риск попадания земной жизни на Марс.
После этого Венкатесваран и его коллеги устроили масштабный эксперимент: споры грибка подвергли условиям, имитирующим космический перелет и марсианскую поверхность. A. calidoustus длительное время "заливали" мощным ультрафиолетовым и ионизирующим излучением, пока он находился в вакууме при экстремально низких температурах. Затем грибок поместили в имитацию марсианского грунта, воссозданную на основе известного химического состава поверхности Красной планеты. И споры выжили.
Грибок погиб только в одном случае — когда экстремальный холод сочетался с крайне мощным ионизирующим излучением. В остальных комбинациях он выживал. Это означает, что A. calidoustus устойчив не к какому-то одному неблагоприятному фактору, а обладает целым набором защитных механизмов.
Это открытие показало несовершенство стратегий планетарной защиты. Методы стерилизации исторически были сосредоточены на устойчивых бактериях. Грибки же оставались в стороне, хотя, как выяснилось, они тоже могут быть опасны как потенциальные контаминанты — нежелательные организмы, занесенные куда-либо непреднамеренно.
Уже поздно?
Perseverance сел на Марс 18 февраля 2021 года. Если споры A. calidoustus находились на его поверхности или внутри оборудования, теоретически они могли пережить посадку. Означает ли это, что земная жизнь уже на Марсе? У этого вопроса пока нет однозначного ответа.
Венкатесваран в своих заявлениях осторожничает:
"Это не означает, что заражение Марса вероятно, но помогает точнее оценить потенциальные риски. Микроорганизмы обладают поразительной живучестью".
И тем не менее его беспокоит сам факт существования грибка, способного выжить в марсианских условиях. Это говорит о том, что защитить исследуемые миры от земной биологии намного труднее, чем считалось.
В рамках другого исследования, опубликованного в 2025 году, ученые обнаружили 26 ранее неизвестных видов бактерий в сверхчистых помещениях Космического центра Кеннеди. Многие из них обладали генами, которые помогают переживать радиацию, восстанавливать поврежденную ДНК, формировать защитные биопленки и образовывать споры.
Это, конечно, не говорит о том, что NASA некомпетентно. Это показывает, что жизнь упорнее, чем мы думали. Микроорганизмы находят способы выживать и процветать даже в тех условиях, которые были созданы специально для их уничтожения. Поэтому нет сомнений, что земная биология попадает в космос, несмотря на все усилия по предотвращению этого.
Выводы исследования
Исследование предлагает рассматривать A. calidoustus как эталонный организм для проверки методов стерилизации. Если стерилизация убивает этот грибок, то она, вероятно, справится и с другими земными микробами. При подготовке будущих миссий на Марс, Европу, Титан, Энцелад и другие потенциально обитаемые миры специалисты будут учитывать новые данные.
Но не поздно ли мы спохватились? Роверы Curiosity и Perseverance уже на Марсе. И если споры A. calidoustus оказались достаточно живучими, чтобы пережить космическое путешествие, а затем адаптироваться к новым условиям, возможно, земная жизнь уже ступила на Красную планету — только не так, как мы планировали.
Новое исследование ставит под сомнение "простое" объяснение марсианской органики, которая, согласно наиболее распространенной гипотезе, была занесена на Красную планету метеоритами.
Ученые проанализировали органические соединения, найденные марсоходом NASA Curiosity, и пришли к выводу, что исключительно небиологические процессы не способны обеспечить тот уровень органики, который был выявлен в породах кратера Гейл.
Все началось в марте 2025 года, когда команда Curiosity сообщила об обнаружении небольших количеств декана, ундекана и додекана — это углеводороды с цепочками из 10–12 атомов углерода, крупнейшие органические молекулы, зафиксированные на Марсе на тот момент.
Было выдвинуто предположение, что эти соединения могут быть продуктами распада жирных кислот, законсервированных в древнем аргиллите (глинистом сланце) в районе бывшего озера, которым когда-то был кратер Гейл.
Проблема в том, что по данным одного лишь марсохода невозможно точно установить, откуда именно взялись эти молекулы. На Земле жирные кислоты обычно связаны с жизнью (например, с мембранами клеток), но также известно, что часть сложной органики может "собираться" и абиотическим путем — в ходе геологической активности или доставляться в готовом виде на "борту" метеоритов.
Тогда авторы нового исследования предприняли следующий шаг: они начали перебирать реалистичные небиологические источники и оценивать, сколько органики те могли бы дать в подобных условиях, учитывая высокий уровень радиационного фона на поверхности Марса, ответственный за разрушение органики. Ученые прибегли к лабораторным экспериментам, математическому моделированию и повторному анализу данных Curiosity, чтобы прикинуть, какой запас органики должен был быть в породе до разрушения — условно они "отмотали назад" на десятки миллионов лет.
Полученная оценка оказалась намного выше того, на что способны типичные небиологические сценарии. Отсюда осторожный вывод: абиотические процессы не способны объяснить обнаруженное количество органики, поэтому вполне разумно допустить источник биологического происхождения.
Важно понимать, что перед нами не неопровержимое доказательство наличия жизни на Марсе. Авторы исследования отмечают, что нужны дополнительные данные, прежде чем делать однозначные выводы. Но ситуация становится крайне интересной: впервые привычных небиологических объяснений недостаточно. Если новые данные подтвердят текущие выводы, то перед нами будет один из самых сильных аргументов в пользу того, что жизнь на Красной планете все же когда-то была (или, возможно, есть до сих пор).
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
Один очень известный "инженер", обожающий рассказывать басни о скорой колонизации Марса, неоднократно предлагал устроить ядерные взрывы над полюсами Красной планеты, чтобы быстро испарить замерзшие вещества, насытить атмосферу газами и сделать ее плотнее.
В массовом воображении эта идея выглядит как крайне эффектный шаг к терраформированию: бах! И промерзлая пустыня начинает превращаться в новый дом для человечества.
Все, что для этого нужно, — просто набраться решимости, и дело в шляпе! Или нет?
С Марсом все, разумеется, намного сложнее, чем в подобных фантазиях.
Главная проблема в том, что полярные шапки Марса не являются магическим хранилищем атмосферы. Да, там есть замерзший углекислый газ и водяной лед. Да, если высвободить львиную долю этих запасов и перевести их в газообразное состояние, атмосферное давление действительно увеличится. Но тут возникает разумный вопрос: будет ли этого достаточно, чтобы на планете начались существенные изменения?
И ответ разрушает всю романтику.
Современная атмосфера Марса очень тонкая. Давление у поверхности составляет меньше 1% земного. Поэтому жидкая вода там не может существовать стабильно: она либо быстро испаряется, либо замерзает. Чтобы Марс вновь стал планетой с реками, озерами, морями и мягким климатом, ему нужно не просто немного поднабрать газа, а обзавестись огромной массой атмосферы.
Растопить или испарить полярные шапки — значит лишь немного утолстить этот жалкий газовый слой. По оценкам исследователей, если высвободить углекислый газ из полярных отложений, давление вырастет меньше чем до 15 мбар. Для сравнения, земное давление — около 1 000 мбар.
Таким образом, "ядерные манипуляции" с полярными шапками не только не превратят Марс в теплый мир, но и загрязнят его.
Есть и вторая проблема: вода. Даже если представить, что полярные шапки растоплены, атмосфера чуть "поправилась" и по поверхности хлынули потоки воды, этот эффект будет непродолжительным. Марс слишком холодный, а давление все равно будет крайне низким, так что вода будет испаряться, замерзать, уходить в грунт через трещины и поры, а водяной пар — переноситься к холодным ловушкам, то есть постоянно затененным участкам, и осаждаться там в виде инея и льда.
Третья проблема — сам углекислый газ. В теории он мог бы стать главным парниковым газом для прогрева Марса. Но его доступных запасов на планете недостаточно. Часть древней атмосферы улетучилась в космос. Часть углерода связалась с карбонатными минералами, часть удерживается в грунте и заперта в ледяных клатратах — структурах, где молекулы газа заключены внутри кристаллической решетки водяного льда. Проще говоря, на Марсе нет никакого удобного резервуара с парниковым газом, который только и ждет, чтобы его разогрели и выпустили обратно в атмосферу. Кроме того, невозможно восполнить те потери, что банально покинули планету.
Марсу не просто не хватает тепла. Ему не хватает вещества для создания новой атмосферы.
А теперь добавим еще одну проблему — прямо-таки вишенку на торте. Даже если каким-то чудом создать плотную атмосферу, ее нужно как-то удержать. У Земли есть мощное магнитное поле, защищающее верхние слои атмосферы от непрерывных атак солнечного ветра. Марс же лишен глобального магнитного поля. Поэтому солнечный ветер и излучение разрушали бы и уносили его новую атмосферу в космос.
Это уже происходило. Исходя из имеющихся данных, ранний Марс был более влажным и теплым миром, а значит, его атмосфера была намного плотнее. Но он не смог сохранить ее. Газовая оболочка истончилась, жидкая вода исчезла с поверхности, и Красная планета превратилась в холодную сухую пустыню, которую мы наблюдаем сегодня.
Так почему новая атмосфера должна вести себя иначе?
Конечно, она не исчезла бы мгновенно. Солнечный ветер не ведет себя как ураган, способный за пару дней выдуть всю атмосферу. Это медленный процесс. Но терраформирование — задача на тысячи или даже миллионы лет. Поэтому планета должна не просто получить атмосферу на несколько десятилетий, а поддерживать ее стабильно.
Сегодня Красная планета встречает роботизированных гостей с Земли безжизненной пустыней, окутанной ржавой пылью. Температура здесь редко поднимается выше нуля, а атмосфера настолько разрежена, что жидкая вода не может существовать в стабильном состоянии на поверхности. Однако ученые почти единодушно сходятся во мнении, что миллиарды лет назад Марс был совсем другим – с бурными реками, глубокими озерами и, возможно, даже огромными океанами.
Как же исследователи пришли к такому удивительному выводу? Давайте же отправимся в увлекательное путешествие в прошлое Марса.
Древние русла рек – первое яркое свидетельство
Все началось в 1971 году, когда космический аппарат NASA "Маринер-9" передал на Землю снимки марсианской поверхности. Ученые были ошеломлены: планета оказалась испещренной извилистыми каналами, поразительно напоминающими высохшие русла земных рек.
Особенно впечатляющим примером стала долина Нанеди (лат. Nanedi Valles), представляющая собой сеть извилистых каналов с притоками и меандрами, которые на Земле формируются только под воздействием постоянных водных потоков. Такие структуры не могли возникнуть в результате кратковременного таяния льда или случайных потоков – они свидетельствовали о длительном существовании стабильных водных потоков.
Еще более интригующими оказались гигантские каналы оттока, такие как долина Арес (лат. Ares Vallis). Их колоссальные размеры (шириной до 100 километров) указывают на катастрофические наводнения невообразимой силы, когда огромные объемы воды внезапно вырывались на поверхность, сметая все на своем пути. Вероятно, в прошлом Марс переживал апокалиптические потопы.
Глинистые минералы – отпечатки древних озер
Окончательно развеяли сомнения марсоходы, которые смогли изучить местный грунт вблизи. Так, ровер NASA Curiosity, исследуя кратер Гейл, обнаружил слоистые отложения глинистых минералов – верный признак того, что он когда-то был заполнен водой. Другими словами, в далеком прошлом кратер Гейл представлял собой глубоководное озеро.
Глина на Земле образуется только при длительном контакте горных пород с водой. Ее присутствие в кратере Гейл означает, что вода существовала здесь достаточно долго – возможно, миллионы лет (достаточный срок для химического преобразования окружающих пород).
Особенно важно, что эти глинистые минералы свидетельствуют о нейтральной среде, в которой они формировались – не слишком кислой и не слишком щелочной. Именно такие условия благоприятны для зарождения жизни, какой мы ее знаем, исходя из "земного опыта".
"Черника" и другие водные минералы Марса
Марсоход NASA Opportunity сделал еще одно удивительное открытие – крошечные сферические образования, прозванные в шутку "черникой" за их форму и размер. Анализ показал, что это гематит – оксид железа, который на Земле обычно формируется в водной среде, например, в горячих источниках.
Помимо "черники", на Марсе найдены и другие минералы-индикаторы воды: гипс, ярозит и различные сульфаты. Все они на нашей планете образуются только в присутствии воды – от пресной до соленой, от нейтральной до кислой. Изучая распределение этих минералов, ученые получают возможность воссоздать историю марсианского водного прошлого – от обширных пресных водоемов ранней эпохи до соленых озер позднего периода.
Дельты рек – природные архивы
В кратере Езеро, где сейчас работает марсоход NASA Perseverance, обнаружена прекрасно сохранившаяся дельта древней реки, ради которой это место и было выбрано для посадки. На снимках четко видны веерообразные отложения наносов – точно такие же, как у земных рек, впадающих в озера или моря.
Дельты особенно важны для исследований, поскольку они не только доказывают существование воды в прошлом, но и служат природными "ловушками" для органических веществ. На Земле такие места часто хранят ископаемые остатки, и именно поэтому NASA выбрало Езеро для поиска возможных следов древней марсианской жизни.
Марсианские метеориты рассказывают свою историю
Удивительно, но часть доказательств водного прошлого Марса прибыла к нам сама! Среди метеоритов, найденных в Антарктиде, ученые идентифицировали фрагменты Красной планеты, выбитые с ее поверхности ударами астероидов.
Один из таких метеоритов – ALH 84001 – стал сенсацией 1996 года, когда исследователи заявили, что обнаружили в нем возможные следы марсианской жизни. Хотя биологическая природа найденных структур остается спорной, метеорит содержит карбонатные минералы, которые на Земле образуются только в водной среде. ALH 84001 доказал, что жидкая вода была на Марсе уже около четырех миллиардов лет назад. Это при том, что возраст Красной планеты оценивается примерно в 4,6 миллиарда лет.
Современные ледяные запасы – наследие водного прошлого
Сегодня вода на Марсе существует преимущественно в замерзшем состоянии. Гигантские полярные шапки, содержащие как водяной лед, так и замерзший углекислый газ (сухой лед), сверкают так, что видны даже в любительский телескоп. Кроме того, обширные ледяные массивы скрываются и под поверхностью — словно природные хранилища, которые берегут водные запасы Марса от испарения в космос.
А радарные данные, полученные с помощью орбитальных аппаратов, намекают на существование соленого озера под южной шапкой, которое остается жидким благодаря экстремальной концентрации солей и давлению километрового ледяного щита.
О богатом водой прошлом Марса свидетельствует и химический состав его современной атмосферы. Было обнаружено, что в ней непропорционально много тяжелых изотопов водорода (дейтерия) и кислорода (O-18) по сравнению с их более легкими "собратьями". Дело в том, что легкие изотопы легче покидают атмосферу планеты, улетучиваясь в космос, тогда как тяжелые остаются. Подобное соотношение изотопов возможно только в одном случае — если на Марсе когда-то существовали огромные объемы воды (моря и океаны), которые постепенно испарились в космическое пространство, оставив после себя этот изотопный след.
Что произошло с марсианской водой?
Собрав все улики воедино, ученые смогли воссоздать удивительную и в тот же момент драматичную историю Марса. Когда-то он был влажным миром, похожим на раннюю Землю, но потом случился климатический коллапс, и постепенно планета превратилась в промерзлую пустыню.
Ключевую роль в этой трансформации сыграли два фактора, усиливающие друг друга. Во-первых, малая масса планеты — всего 10% от земной — означала слабую гравитацию, недостаточную для удержания легких газов. Во-вторых, Марс лишился своего глобального магнитного поля (или оно изначально было слабым), которое на Земле действует как щит, отражающий солнечный ветер. Без этой защиты заряженные частицы со стороны Солнца беспрепятственно бомбардировали верхние слои атмосферы, буквально "сдувая" их в космос атом за атомом. Эти два процесса запустили необратимую цепную реакцию: истончение атмосферы → падение давления → испарение воды в космос → дальнейшее высыхание планеты.
Каждая новая миссия на Марс добавляет бесценные детали к этой удивительной истории. Марсоходы и орбитальные аппараты, получающие все более совершенные инструменты, продолжают собирать доказательства того, что Красная планета когда-то была голубой – с полноводными реками, глубокими озерами и, возможно, обширными океанами.
На снимках, ежедневно присылаемых действующим дуэтом марсоходов NASA, взгляд неизменно цепляется за причудливые слоистые валуны и скалы. И это не случайные продукты эрозии, а осадочные породы — геологический архив, формировавшийся на протяжении миллионов лет.
Современная наука связывает происхождение таких пород с древними марсианскими водоемами. Имеющиеся данные указывают на то, что миллиарды лет назад Красная планета была совершенно другим местом: по ее поверхности текли бурные реки, а в низинах, подобно кратерам Гейл и Езеро, исследуемым роверами Curiosity и Perseverance соответственно, существовали глубоководные озера.
Ключевая деталь этой истории — цикличность. Водоемы не были стабильными на протяжении всего своего существования: они периодически наполнялись водой, приносившей взвешенные частицы породы, а затем испарялись под воздействием климатических изменений, оставляя после себя тонкий осадочный слой. Следующий цикл наполнения водой приносил очередную порцию материала, формируя новый пласт поверх предыдущего.
Повторяясь на протяжении миллионов лет, этот процесс породил характерную полосатую структуру, которую мы теперь наблюдаем на снимках. Каждый слой — это страница древней марсианской летописи, зафиксировавшая конкретный эпизод климатической истории планеты. Если бы у нас была возможность изучить весь этот материал в лабораторных условиях, мы смогли бы с высочайшей точностью воссоздать хронологию колебаний уровня воды и изменений химического состава пород, а также лучше понять, существовали ли когда-нибудь на планете условия для зарождения простейших форм жизни.
Но одно мы сегодня знаем наверняка: в какой-то момент на Марсе произошла климатическая катастрофа планетарного масштаба. Под воздействием солнечного ветра планета начала стремительно терять свою плотную атмосферу, из-за чего условия на поверхности стали непригодны для существования жидкой воды. Львиная доля воды улетучилась в космос, часть сосредоточилась в полярных шапках, а остальное ушло под поверхность, превратившись в вечную мерзлоту.
Виной тому два фактора: малая масса планеты (Марс примерно на 89% легче Земли) и отсутствие глобального магнитного поля. Вероятно, в начале своей истории Марс все же обладал магнитосферой, но недра планеты быстро остыли, и магнитный щит "вышел из строя".
Однако рассматривается и другой сценарий: Красная планета никогда не имела глобального магнитного поля. В таком случае ее ранняя плотная атмосфера была первичной газовой оболочкой, оставшейся после формирования планеты. В конце концов солнечный ветер ее сдул, что привело к радикальному изменению марсианского климата.
Но вернемся к слоистым камням. Они лежат нетронутыми в ледяной марсианской пустыне, практически не подвергаясь эрозии из-за крайне разреженной атмосферы. На Земле подобные породы давно были бы уничтожены тектоническими процессами и выветриванием. Так что перед нами бесценный источник информации, для полноценного изучения которого у человечества нет... денег.
Но надежда есть! Мировым лидером в освоении космоса становится Китай, для которого фундаментальная наука не превратилась в коммерческий пирог, с остервенением раздираемый частными корпорациями. Благодаря системному государственному подходу и четкому планированию есть все основания полагать, что уже в течение десятилетия первые образцы марсианского грунта будут успешно доставлены на Землю.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:
Утро в марсианском кратере Гейла. Холодный, пыльный пейзаж, освещенный бледным солнечным светом. Цветное изображение было получено 8 января 2018 года ровером NASA Curiosity.
Кратер Гейла — одно из самых интересных мест на Марсе. Его диаметр составляет около 154 километров, а в центре возвышается гора Шарп — гигантская структура высотой более пяти километров. Ее многослойная структура представляет собой своего рода "архив", в котором записана климатическая история планеты.
Именно здесь работает ровер Curiosity с 6 августа 2012 года, изучая породы и пытаясь понять, были ли когда-то на Марсе условия, пригодные для жизни.
Любопытно, что ни Curiosity, ни его младший "брат" Perseverance не способны напрямую обнаружить жизнь на Марсе. Но они и не ищут саму жизнь — они пытаются выяснить, были ли когда-то на Марсе условия, пригодные для ее существования.
Связано это с ограничениями их оборудования. На борту нет инструментов, которые могли бы однозначно зафиксировать микроорганизмы или, например, окаменелые остатки древней жизни. Это слишком сложная задача для автономных аппаратов, работающих в среднем за 225 миллионов километров от Земли.
Зато у них есть способность анализировать химический состав пород и атмосферы. И в этом они преуспели.
Оба ровера уже обнаружили на Марсе органические соединения — углеродсодержащие молекулы, которые считаются важными "кирпичиками" жизни. Curiosity нашел древнюю органику в осадочных породах кратера Гейла, а Perseverance зафиксировал разнообразные органические молекулы в кратере Езеро, где он находится с 18 февраля 2021 года. Кроме того, Curiosity выявил сезонные колебания метана в атмосфере — газа, который на Земле нередко связан с биологической активностью, хотя на Марсе он может иметь и небиологическое происхождение.
Все это не является однозначным доказательством присутствия жизни, но расценивается как важный сигнал: когда-то на Марсе могли существовать условия, пригодные для ее возникновения.
Перед Perseverance стоит еще одна задача. Он не только анализирует образцы, но и собирает их для будущей доставки на Землю. Ровер бурит породу, извлекает керны и герметично запечатывает их в специальные контейнеры. Обычно Perseverance берет пары образцов, оставляя один экземпляр у себя "в животе", а дубликат — на поверхности. Делается это на тот случай, если с марсоходом что-то произойдет и достать образцы из него не получится. В таком случае на Марс можно будет отправить небольшие дроны, которые соберут дубликаты.
К сожалению, в настоящее время у NASA финансовые проблемы, поэтому миссия по доставке образцов повисла в воздухе.
Иногда я фантазирую о том, как наука объединяет все человечество и Китайское национальное космическое управление (CNSA) предлагает NASA организовать совместную миссию по доставке образцов, научную ценность которой трудно переоценить.
Если однажды марсианский грунт все же окажется в земных лабораториях, то более точные методы анализа — те, которые невозможно реализовать с помощью роверов, — способны обеспечить определенность в вопросе о том, была ли на Марсе когда-то жизнь.
На экваторе Красной планеты, в вулканическом регионе Фарсида, снимки которого астрономы изучают уже полвека, со времен полета «Маринера-9», ученые обнаружили еще один гигантский вулкан. Новый объект назвали вулканом Ночи.
Карта расположения вулкана Ночи (красный пунктирный круг) на поверхности Марса, между провинцией Фарсиды и долинами Маринера
Одна из самых заметных и знаменитых особенностей поверхности Марса — долины Маринера, гигантские каньоны к югу от экватора. На западе от долин лежит Провинция Фарсида — территория крупнейших в Солнечной системе вулканов, в том числе знаменитой горы Олимп. Долины и Провинцию «соединяет» крупнейшая на планете сеть «трещин», так называемый Лабиринт Ночи. И вот оказалось, что часть этих трещин — остатки гигантского щитового вулкана.
«Мы изучали геологию области, где в прошлом году обнаружили остатки ледника, и вдруг поняли, что „находимся“ внутри огромного и сильно разрушенного эрозией вулкана», — рассказал Паскаль Ли, главный автор нового исследования, планетолог из Института SETI и Института Марса. Результаты работы группа представила на Конференции лунных и планетарных исследований.
По большей части Лабиринт Ночи представляет собой обычную сеть каньонов, но на востоке, в «переходной области» к долинам Маринера, эти разломы принимают форму месяцев. Порода поднимается симметричными полукруглыми «террасами», явно напоминающими кальдеры — котловины вулканического происхождения. Эти разломы и возвышения ученые рассматривали по данным с инструментов автоматических межпланетных станций MRO и MGS.
На то, что это разрушенный щитовой вулкан, указывает не только рельеф региона. Повсюду там встречаются относительно молодые мафические породы. По отражательной способности пород на склонах можно различить следы, типичные для лавовых потоков.
В ширину область занимает 450 километров. Сам щитовой вулкан, вероятно, был диаметром примерно 250 километров. Сегодня высочайшая точка вулкана Ночи — около девяти километров (9028 метров), что выше любой из земных гор. Получается, это седьмой по высоте вулкан на Марсе. Для сравнения: высота горы Олимп — 21,9 километра.
Карта окрестностей вулкана Ночи. Внутренним кругом отмечена область самого вулкана, диаметром приблизительно 250 километров; внешним кругом — вся область со следами последствий извержений вулкана Ночи. Кривой пунктирной линией справа от высочайшей точки показано «поле», под которым может находиться ледник
Еще одна важная особенность окрестностей вулкана — «волдыри» в рельефе местности, следы взаимодействия извергаемой горной породы с подповерхностными залежами воды. Все они находятся рядом с остатками ледника, который авторы новой работы обнаружили в прошлом году по светлым залежам солей серной кислоты.
Вероятно, эти сульфатные залежи, состоящие в основном из минерала ярозита, образовались, когда слой пепла, обломков пород и газов осел поверх ледника, и запустились химические реакции. Более того, возможно, под этим слоем все еще есть лед. При наличии воды и остаточного тепла от вулкана там могла когда-то существовать жизнь. Получается, ученые нашли новую область для поиска следов «марсианских бактерий».
Впрочем, территория интересна и с точки зрения геологической эволюции поверхности Красной планеты, ведь вулкан хоть и очень старый, но явно извергался относительно недавно. Он даже может быть до сих пор активен. В общем, вскоре наверняка появится проект отправки марсохода на вулкан Ночи.
Есть ли жизнь на Красной планете? Этот вопрос давно будоражит умы не только ученых, но и людей, интересующихся космосом. В нашем распоряжении есть марсоходы, которые годами бороздят поверхность, анализируют грунт и атмосферу, но однозначной оценки обитаемости или необитаемости планеты пока нет.
В 2020 году, незадолго до запуска ровера NASA Perseverance, была организована научная конференция Mars Extant Life, в которой приняли участие астробиологи. Уже тогда они сошлись во мнении, что на Марсе все еще может быть жизнь, но ее следы до сих пор не обнаружены, потому что ищут не там.
Curiosity и Perseverance созданы для работы на поверхности, а жизнь, как считают астробиологи, следует искать глубоко под поверхностью.
Главный враг жизни на Марсе — радиация. У планеты нет сильного магнитного поля, защищающего от космических лучей, а атмосфера слишком разрежена, чтобы задерживать жесткое излучение. На поверхности радиационный фон в десятки раз выше, чем на Земле. Такое излучение быстро разрушает органические молекулы, и без защиты большинство микроорганизмов не смогло бы долго выживать.
Но под поверхностью ситуация меняется. Уже на глубине нескольких метров радиация ослабевает настолько, что становится сопоставимой с земными значениями — марсианский грунт работает как естественный щит.
Если на Марсе когда-то и зародилась жизнь, то для выживания в условиях меняющегося климата она должна была перебраться в подземные убежища — пещеры, разломы, поры глубинных пород — и адаптироваться к жизни в полной темноте.
Второй аргумент в пользу подповерхностной жизни — вода. На поверхности Марса вода не может долго существовать в жидком виде из-за низкого давления и экстремально низкой температуры. Но под поверхностью условия иные.
Например, радарные данные, полученные орбитальными аппаратами, намекают на существование подледных озер под южной полярной шапкой, залегающих на глубине около 1,5 километра. Теоретически там могут сохраняться условия, пригодные для жизни — жидкая вода, защита от радиации и стабильная температура.
В пользу этой гипотезы говорят земные аналоги. В глубоких шахтах и подземных водоемах нашей планеты обитают экстремофилы — микроорганизмы, выживающие без солнечного света и питающиеся химической энергией минералов. Некоторые экосистемы процветают на глубине более трех километров, в полной темноте и изоляции от поверхностной биосферы. Если земная жизнь смогла приспособиться к таким условиям, то почему гипотетической жизни на Марсе не сделать то же самое?
К сожалению, ни Curiosity, ни Perseverance не способны бурить глубоко. Их предел — несколько сантиметров. Для поиска подповерхностной жизни потребуются как минимум марсоходы с инструментами для бурения на несколько метров. А лучше — полноценные буровые установки, способные уйти на несколько километров вглубь.
Такие миссии планируются, но их реализация — дело отдаленного будущего.
Пока же астробиологи довольствуются косвенными данными и строят модели. Несмотря на отсутствие доказательств, вывод однозначен — если на Красной планете есть жизнь, то искать ее нужно глубоко под поверхностью.
В 1976 году мир затаил дыхание: на поверхности Марса было обнаружено нечто, напоминающее гигантское человеческое лицо. Это открытие породило множество теорий заговора и фантастических гипотез. Однако спустя четверть века наука предоставила убедительное объяснение этому феномену, раскрыв тайну, которая долгое время будоражила умы людей по всему миру.
25 июля 1976 года космический аппарат NASA "Викинг-1", исследуя поверхность Красной планеты с орбиты, сделал снимок, который вскоре стал сенсацией. На фотографии отчетливо проступали очертания, напоминающие человеческое лицо. Огромная структура, размером около трех километров в поперечнике, казалась слишком правильной, чтобы иметь естественное происхождение.
Энтузиасты и уфологи быстро подхватили эту идею. Как грибы после дождя стали появляться публикации о древней марсианской цивилизации, о посланиях, оставленных для человечества, и даже о связи между пирамидами Египта и этим марсианским "артефактом".
Научный подход
Ученые NASA с самого начала скептически отнеслись к идее искусственного происхождения "лица". Они объясняли феномен игрой света и тени, а также низким разрешением камер "Викинга-1". Однако убедить общественность было непросто: многие банально предпочитали верить в загадочные цивилизации, чем разбираться в каких-то там геологических процессах.
Точку в этом вопросе поставил орбитальный аппарат NASA Mars Global Surveyor (MGS). 8 апреля 2001 года он сделал новые, гораздо более четкие снимки той же области. Высокое разрешение камер MGS позволило увидеть, что "лицо" на самом деле является обычным выветренным холмом.
Изображения показали естественные геологические формации без каких-либо признаков искусственного происхождения. "Лицо" оказалось частью комплекса столовых гор в регионе Кидония (лат. Cydonia) — области, известной своими необычными ландшафтами.
Уроки парейдолии
История "лица на Марсе" стала классическим примером парейдолии — психологического феномена, при котором человек видит знакомые образы и формы в случайных изображениях и/или узорах. Мы эволюционировали так, чтобы с помощью глаз искать знакомые шаблоны и распознавать осмысленные образы, но порой это приводит к "обнаружению" структур там, где их на самом деле нет. По этой причине многие из нас, глядя на облака, могут увидеть в них лица, животных и даже целые сценки.
Этот случай подчеркивает важность критического мышления и научного подхода. Он также демонстрирует, как развитие технологий позволяет нам лучше исследовать и понимать окружающий мир, развенчивая мифы и предоставляя точные данные.
Заключение
"Лицо на Марсе" из загадочного артефакта превратилось в интересный урок о том, как работает наука и как устроено человеческое восприятие. Эта история напоминает нам о важности скептицизма, необходимости проверки фактов и о том, что реальность часто оказывается не менее захватывающей, чем самые смелые фантазии.
Сегодня, когда мы продолжаем исследовать Марс с помощью все более совершенных технологий, мы открываем новые, действительно удивительные факты о Красной планете. И кто знает, какие еще тайны скрывает этот загадочный мир.
Неизвестно точно, как эта черта образовалась, но, вероятнее всего, её появление связано с подповерхностной активностью магмы в этом вулканическом регионе.
Его обнаружил марсоход "Оппортьюнити" 20 января 2005 года. Анализ показал, что он имеет диаметр около 30 сантиметров и состоит из железа и никеля. При этом, если судить по объёму и плотности, его масса составляет порядка 50 килограмм.
Снимок марсохода Perseverance, обработанный сотрудником NASA Симеоном Шмаусом – так выглядит марсианский рассвет, не скрытый постоянными пылевыми бурями и не измененный светофильтрами камер.
Облака на фото, как и 95% марсианской атмосферы, состоят из углекислого газа. Они образуются ночью, на рассвете искрятся из-за образовавшихся там кристалликов сухого льда, а по мере повышения температуры рассеиваются.
Комментарии