Н Хоровиц - Поиски жизни в Солнечной системе

2. Хотя вода должна быть фактором, ограничивающим возможность жизни на Марсе (см. гл. 6), введение в экспери

ментальную камеру ее паров в концентрации, создающей влажность, близкую к насыщению, не влияло на реакцию либо оказывало угнетающее воздействие. (Воду впрыскивали в экспериментах С 5, С 6 и LJ 2. Подробности приведены в работах [4, 5].)

3. Хотя данных на этот счет недостаточно, по-видимому, можно считать, что наблюдаемая реакция протекает при мерно одинаково как в темноте, так и на свету. (Эксперимен ты LJI и LJ3 проводились в темноте, а все другие-на свету.) Образцы грунта, взятые с поверхности Земли, как правило, связывают гораздо больше углерода на свету, что объясняет ся присутствием там фотосинтезирующих организмов.

4. Лабораторные опыты, проведенные после полета "Ви кингов", показали, что, за исключением сомнительной чувст вительности реакции к высоким температурам, все отмечен ные выше ее особенности характерны для небиологических реакций между смесью радиоактивных газов и богатыми железом минералами. К их числу относится магемит (у-Ре^Оз)-магнитная форма оксида железа, которая срав нительно редко встречается на Земле, но, как позволяют думать результаты, полученные "Викингами", широко рас пространена на Марсе.

Таким образом, на основании полученных результатов фиксацию углерода, зарегистрированную в эксперименте по выделению продуктов пиролиза (ВПП), вероятно, можно объяснить тем, что на поверхности Марса присутствуют один или несколько железосодержащих минералов, которые реагируют с СО из газовой смеси. Содержание железа в

грунте поверхности Марса составляет 13%. Хотя специалис ты все еще обсуждают вопрос, какие именно минералы имеются на поверхности планеты, вероятно, в данном экспе рименте были зарегистрированы продукты реакции, катали зируемой железом. Природа образовавшегося продукта, не зависимо от того, органический он (т. е. содержащий атомы углерода, соединенные с атомами водорода) или нет, не известна. Если предположить первое, то, судя по результатам эксперимента ВПП, количество синтезированного органи ческого вещества должно быть близко к пределу чувстви тельности газового хроматографа с масс-спектрометром (эксперимент ГХМС) при условии, что углерод перешел в состав какого-то одного соединения. Если бы образовалось более одного соединения, то газовый хроматограф не смог бы их обнаружить. В любом случае результаты этих двух экспериментов не противоречат друг другу.

Не понятно, как можно согласовать данные эксперимента ВПП со свидетельствами присутствия в грунте Марса агрес сивных пероксидных соединений. Если такие соединения равномерно распределены в грунте, то это значит, что в их присутствии синтез органических соединений невозможен. Однако в тех экспериментах ВПП, где пары воды вводились в смесь радиоактивных газов, не было замечено, чтобы количество углерода, поглощенного в образце грунта, су щественно возросло. Это позволяет предполагать, что рас пределение химических соединений на поверхности планеты неравномерно. Отсюда также следует, что частицы грунта, проявившие активность при фиксации углерода в экспери ментах ВПП, не были компонентами, связанными с пе роксидными соединениями.

Подведение итогов

Районы посадки двух спускаемых аппаратов "Викингов" были очень похожи по химическому составу образцов грун та, несмотря на различие климатических условий и большое расстояние между ними. Мы понимаем теперь, что это сходство обусловлено теми процессами, которые происходят по всей планете, и данные, полученные на Равнинах Хриса и Утопия, вероятно, типичны для поверхности Марса. Приме ром таких процессов могут служить планетарные бури, которые разносят мелкий поверхностный материал по всей планете. Другим примером-особенно важным благодаря

своей биологической значимости-следует считать процесс расщепления молекул воды в нижних слоях атмосферы Марса коротковолновым ультрафиолетовым излучением Солнца. Продукты этого фотолиза, Н и ОН, очень реактив ны, а их последующая судьба прояснилась после теорети ческих исследований Доналда Хантена и других специалис тов по атмосфере планет.

ОН-сильный окислитель, и непрерывное образование его в непосредственной близости от поверхности Марса обуслов ливает отсутствие в ней органического вещества. Между прочим с этим связана и красноватая окраска Марса: он покрыт оксидами железа. Данное обстоятельство объясняет, почему атмосфера планеты не состоит из СО и Од. Ведь именно эти газы образуются при облучении СОд ультра фиолетом Солнца, но СО вновь окисляется в присутствии ОН. Наконец, реакции с участием ОН легко приводят к образованию пероксидных соединений, подобных Н^Од и НОд. Еще до полетов "Викингов" Хантен предсказывал, что эти соединения должны проникать из атмосферы в поверх ностные слои Марса. Именно наличием таких веществ мож но объяснить результаты экспериментов по газообмену и выделению радиоактивной метки.

Специалисты по атмосферам планет слишком поздно пришли к этому заключению, чтобы как-то повлиять на программу исследований по поиску жизни на Марсе. Мы узнали об этих выводах только после полета "Викингов". Тем не менее тот факт, что приборы спускаемых аппаратов подтвердили теоретические предсказания, не только доказы вает обоснованность изменений, внесенных в программу эксперимента по газообмену, но и важен в другом от ношении. При спуске на Марс оба космических аппарата продвигались к поверхности сквозь облака поднятой пыли, которая потом исследовалась вместе с примесями, образо вавшимися от выхлопов тормозных двигателей. В выхлопе содержалось 0,5% паров воды, и поэтому какое-то разруше ние пероксидов кажется неизбежным. Кроме того, на треть выхлоп состоял из аммиака-горючего газа, который также мог прореагировать с этими веществами в присутствии минеральных катализаторов, содержащихся в грунте. Таким образом, исследовавшиеся пробы содержали, вероятно, лишь часть действительно имеющихся в грунте активных молекул, и то, что какая-то их доля все же сохранилась, следует рассматривать как удачу.

Окисление при помощи пероксидов не единственный про цесс, в котором органическое вещество на Марсе может быть разрушено. Эксперименты, проведенные Пангом и его сотрудниками, показали, что под воздействием ультрафиоле тового излучения в присутствии оксида титана (в грунте на поверхности Марса содержится 0,5% титана) атмосферный кислород вызывает быстрое окисление органического ве щества. Как и окисление под действием ОН, этот процесс также происходит на планете повсеместно.

Зная по крайней мере два механизма, способствующие разрушению органического вещества на всей поверхности Марса, трудно сомневаться в том, что данные, полученные аппаратами "Викинг", характерны для любого района планеты.