Учёные из университета Пенсильвании (США) провели лабораторные исследования, показавшие: марсианский реголит — рыхлый минералогический слой, покрывающий поверхность Красной планеты — может сильно подавлять активность простейших земных животных. Эти результаты проливают свет на то, как Марс взаимодействует с земными микроорганизмами и какие препятствия могут ждать перед исследователями и роботами, контактирующими с марсианской почвой.
Зачем изучать взаимодействие микробов с марсианской почвой
Тщательное изучение влияния марсианского реголита на земные формы жизни нужно по нескольким причинам:
- для оценки планетарной защиты — предотвращения засорения чужих миров земными организмами,
- для понимания рисков для экипажей и оборудования при будущих пилотируемых миссиях,
- для оценки потенциальной пригодности грунта для позднейшей эксплуатации в рамках научных или хозяйственных задач.
Планетарная защита — это набор международных правил и практик, согласованных несколькими космическими агентствами (включая NASA), направленных на то, чтобы избежать непреднамеренного переноса земных микроорганизмов на другие планеты и обратно, а также сохранить научную ценность исследований за счёт предотвращения ложных сигналов биологической активности.
Эксперименты с «водными медведями»
В качестве модели земной жизни была выбрана группа микроорганизмов, называемых водными медведями (тардиградами или тихоходками). Эти микроскопические животные известны своей экстремальной устойчивостью: они способны выживать в вакууме космоса, при экстремальных температурах и отсутствии питательных веществ.
Исследователи смешали активных тардиград с двумя типами симулянтов марсианского реголита — материалов, специально созданных на Земле, чтобы имитировать минералогический состав почвы, обнаруженной марсоходом Curiosity в кратере Гейл на Марсе:
- MGS-1 — «глобальный» симулянт, отражающий общий химический и минеральный состав марсианской поверхности,
- OUCM-1 — более специализированный составной материал, имитирующий конкретные условия в области, похожей на реальные образцы Марса.
Под микроскопом наблюдали, как тардиграды вели себя в контакте с реголитом в течение нескольких дней.
Ключевые результаты эксперимента
Подавление активности живых организмов
Тардиграды, помещённые в характерный реголит-симулянт MGS-1, показали значительное снижение активности уже через два дня. Их движения и основные жизненные процессы были существенно подорваны — что необычно, учитывая их в целом высокую жизнестойкость.
Материал OUCM-1 также подавлял активность, но гораздо менее интенсивно, чем MGS-1. Это говорит о том, что не только минералогия, но и химический состав вещества может иметь ключевое значение для взаимодействия с живыми клетками.
Вода меняет реакции
Учёные провели дополнительный тест: они промыли MGS-1 водой, после чего повторили эксперимент с тардиградами. Удивительным стало то, что после промывки подавляющий эффект практически исчез — активность животных осталась близкой к нормальной.
Это означает, что в симулянте MGS-1 присутствует нечто растворимое в воде, что может быть токсичным или мешать нормальной жизнедеятельности организмов. Учёные предполагают, что это могут быть растворимые соли или другие химические соединения, моменты, которые требуют дальнейшего изучения.
Что это значит для будущих миссий
Потенциальная «защита» Марса от земных микробов
Если марсианский реголит действительно содержит соединения, которые способны подавлять активность земных микроорганизмов, это может помочь в реализации принципов планетарной защиты: риск непреднамеренного распространения биологических следов на Марсе будет ниже.
Ограничения для освоения
С другой стороны, такой эффект может создавать технические трудности для будущих исследований и освоения Красной планеты:
- возможная токсичность некоторых компонентов реголита для людей и роботов,
- необходимость учитывать химический состав грунта при планировании посадок и работ на поверхности,
- ограничения на использование марсианской почвы в хозяйственных целях, например для выращивания растений или строительства, если её компоненты оказывают токсическое действие.
Вода как фактор изменения условий
Открытие о том, что промывка реголита водой частично устраняет глубокое подавление активности живых организмов, потенциально связано с более широкими темами исследований: наличие жидкой воды или условия её временного присутствия на Марсе длительное время рассматриваются как ключ к возможности существования жизни в прошлом или даже настоящее время.
При этом вода на поверхности Марса крайне ограничена и присутствует главным образом в виде льда и замороженных отложений, а не устойчивых водоёмов, что делает её использование сложной задачей для будущих миссий.
Следующие шаги в исследованиях
Авторы экспериментов отмечают, что предстоит изучить:
- конкретные химические компоненты реголита, влияющие на подавление жизнедеятельности,
- влияние атмосферного давления и температуры, характерных для поверхности Марса,
- реакцию других микроорганизмов и потенциально сложных многоклеточных организмов на марсианский грунт.
Такие исследования помогут уточнить не только биологические риски и потенциальные опасности в ходе межпланетных миссий, но и научат, как работать с марсианским грунтом для будущих задач, включая возможное поселение людей на Красной планете.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
