Джон Уиллис - Все эти миры — ваши. Научные поиски внеземной жизни

Как ни странно, температура не такой критичный фактор, как можно было бы предположить, главным образом потому, что на Марсе бывают и вполне теплые дни — все зависит от времени и места. Во время аномальных морозов в Северном полушарии в 2014 г. средства массовой информации, подчеркивая суровость погодных условий, указывали, что в такой-то день температура в Северной Америке была ниже, чем на Марсе. И на самом деле, в паре мест в Соединенных Штатах и Канаде температура с учетом ветра опускалась ниже средней температуры на поверхности Марса –63 °C. Но с другой стороны, во время своих блужданий по Марсу автоматические станции зафиксировали максимальную температуру атмосферы около 0 °C, а максимальную температуру поверхности — около 20 °C ‹‹10››.

Причина такого очевидного несоответствия заключается в разнице между средними и локальными температурами. Средняя температура на всей поверхности Земли приблизительно равна 15 °C в течение всего года. Чем ближе к экватору вы живете, тем у вас жарче, чем дальше — тем холоднее. Амплитуды колебаний температур (разница между максимальными и минимальными значениями) на Земле меньше, чем на Марсе, главным образом вследствие большой теплоемкости океанов и нижних слоев атмосферы. На Марсе колебания температур огромны даже в самые теплые дни — как только Солнце садится, температура сразу же опускается до –90 °C. Но каждый день в течение короткого промежутка времени Солнце может создать вполне пригодные для жизни условия.

Самый быстрый способ проверить, могут ли какие-либо земные организмы выжить в суровых марсианских условиях — это отправить их в экспедицию на Красную планету. Как мы еще увидим, Марс обладает богатым разнообразием местных условий, которые могут оказаться более-менее благоприятными для пришельцев, так что для полноты картины вы можете рассадить земные семена по всей планете. Но при планировании подобного эксперимента необходимо не упускать из виду один важный вопрос: как только мы выпустим земных микробов на Марс, возникнет опасность заражения почвы новой жизнью, и тогда все дальнейшие поиски местных марсианских организмов будут обесценены.

Этот момент настолько важен, что космические агентства, такие как НАСА и ЕКА, тратят огромные средства, чтобы предотвратить подобное заражение. Все марсианские космические аппараты стерилизуют и хранят в специальных чистых помещениях, где не должно быть даже мельчайших спор или волокон живых организмов. По иронии судьбы некий вид устойчивых бактерий — как оказалось, один и тот же в обоих случаях — был найден в чистых помещениях НАСА и ЕКА. Очевидно, природа не терпит чистоты и твердо намерена попасть на Марс. Можно ли воспроизвести марсианские условия, не покидая Землю? Что ж, для этого есть два пути: забронировать тур в Антарктиду или подружиться с учеными, которые создали симулятор, имитирующий условия Марса.

Туристические буклеты уверяют, что климатические условия в сухих долинах Антарктиды наиболее приближены к марсианским. И реальность не обманывает ожиданий: бесплодные, усыпанные камнями долины — настоящие низкотемпературные пустыни. Незначительное количество осадков выпадает здесь в виде снега, который быстро сдувается сильными ветрами. Жалкие клочки земли практически безжизненны. Небольшие, покрытые льдом озера питаются за счет периодического таяния местных ледников.

Но даже в такой холодной, сухой и в целом враждебной среде присутствует пусть не буйство жизни, но несколько существующих длительное время живых сообществ. Вероятно, наибольший интерес для тех, кто ищет марсианскую жизнь, представляют колонии фотосинтезирующих криптоэндолитных бактерий, которые обитают внутри песчаников, на глубине от 1 до 10 мм ‹‹11››. Они образуют сообщества в пустотах горных пород, которые защищают их от суровых ветров, прикрывают от губительного ультрафиолетового излучения и в то же время позволяют в течение нескольких летних месяцев получить достаточно солнечной энергии, чтобы с помощью фотосинтеза создать себе запас питательных веществ перед долгой зимней спячкой. Камни нагреваются быстрее, чем окружающий воздух, и это создает что-то вроде парника, где бактерии могут выжить.

Мы до сих пор не знаем, откуда подобные организмы берут воду. Возможно, в те редкие моменты, когда снег накапливается и тает, эти бактерии могут получить какой-то минимум влаги, который они собирают и хранят в утолщающихся стенках клеток. Более того, поскольку питательных веществ здесь практически нет, выдвигались предположения, что бактерии получают фосфор, серу и прочие необходимые им элементы из занесенных ветром мелких частичек почвы, которые время от времени застревают в порах песчаника.

Конечно, даже по сравнению с относительно теплыми экваториальными районами Марса антарктические сухие равнины кажутся влажным тропическим раем. Но их пример показывает, что там, где есть хоть малейшая возможность поддерживать жизнь, всегда обнаруживаются живые организмы, способные приспосабливаться к самым неблагоприятным внешним условиям.

Другой путь на Марс — воссоздать марсианскую среду в лабораторных условиях где-нибудь поближе к дому. Вам понадобится барокамера, в которой давление составляет 1 % от земного, а состав газов соответствует атмосфере Марса. Внутреннее пространство камеры нужно охлаждать жидким азотом, чтобы имитировать холод марсианской поверхности, а солнечный свет заменить дуговой лампой полного спектра. Во всем мире есть несколько лабораторий, в которых можно воспроизвести условия Красной планеты и, поместив туда земные организмы — преимущественно микробы, — измерить параметры их метаболизма, проследить за ростом и размножением.

Так что же выяснилось? Как оказалось, некоторые виды земных микробов могут выживать и даже расти в условиях марсианских температур, давления, состава атмосферы и солнечного излучения. Как ни странно, не все победители игры «Выживший на Марсе» классические экстремофилы. Несколько видов бактерий рода Carnobacterium довольно сносно чувствовали себя в ходе эксперимента. Эти бактерии чаще всего находят в контейнерах с замороженными мясными продуктами в вакуумной упаковке, и, как выяснилось впоследствии, их природная среда обитания — вечная мерзлота Сибири на глубине нескольких метров, где почти нет кислорода. Более того, определенная группа видов в условиях, приближенных к Марсу, чувствовала себя лучше, чем при нормальной земной температуре и давлении. Очевидно, эти «ребята» — первые кандидаты для полета на Марс.

Однако земные микроорганизмы так или иначе должны иметь доступ к воде, хотя бы в самых незначительных количествах. Без этого им не выжить. Живущие в камнях антарктических сухих равнин бактериальные колонии наглядно демонстрируют нам, как важно для жизни наличие хотя бы небольшого количества воды и питательных веществ. Бактериям нужно немного, но совсем без воды и пищи жить невозможно. Поскольку у меня нет уверенности в том, что на Марсе это фундаментальное требование может быть выполнено, я не возьмусь утверждать, что жизнь сможет выжить на Марсе. Но, если нам удастся обнаружить хотя бы изолированный или кратковременный источник жидкой воды — допустим, ничтожно малое количество растаявшего подповерхностного льда, — тогда есть вероятность, что земная жизнь сумеет этим воспользоваться. А если это получится у земной жизни, то почему не могло бы получиться у марсианской? Но каковы шансы обнаружить такое редкое, в высшей степени локализованное и сезонное явление на поверхности Марса (или под ней) с помощью наших орбитальных дозоров или в пределах ограниченной досягаемости планетоходов?