Автор: Л.В. КСАНФОМАЛИТИ, доктор физико-математических наук ИКИ РАН.

Уважаемые любители астрономии! В свете новых исследований Марса прелагаем Вам статью известного исследователя планет Солнечной системы Л.В. Ксанфомалити. В ней рассказывается об исследовании метеорита с Марса. Впервые опубликовано в журнале «Земля и Вселенная» № 1 за 1997 год. Для увеличения изображения нажать на него.

В августе 1996 г. все информационные агентства мира сообщили о так долго ожидавшемся открытии, - о следах внеземной жизни в метеоритном теле, найденном в Антарктиде.

Наука о метеоритах постепенно накопила несколько тысяч образцов, от безобидных небольших камней до многотонных глыб, и научилась распознавать их многочисленные типы. Есть 2 основных источника метеоритов: разрушающиеся малые планеты (астероиды) и, по-видимому, кометы, тоже разрушающиеся.

Вместе с тем, некоторые метеориты, среди которых выделяется так называемая группа SNC, ни в какую классификацию не попадали. (Сокращение SNC - первые буквы названий населенных пунктов Shergotty (Шер-готти) в Индии, Nakhia (Накла) в Египте и Chassigny (Шассиньи) во Франции, вблизи которых их нашли соответственно в 1865, 1911 и 1815 гг.) Второй из них, Накла, 40-килограммовая глыба, при падении убил собаку, - единственное, чем до 1980 г. он был печально известен. Обычно падение метеоритов оказывается безобидным, а иногда и курьезным.

Как-то вечером метеорит пробил крышу дома и упал возле камина у ног пожилых супругов, коротавших вечерок у телевизора. Несколько лет назад, тоже в США, обитатели деревенского дома услышали, что кто-то ломает их почтовый ящик, установленный у ворот. Крупный метеорит разворотил ящик и остался внутри, причем владельцы дома были даже довольны свалившейся с неба известностью...

В начале прошлого века в передовой французской Академии Наук, "Институте", как ее называют французы, действовало положение о том, что никакие сообщения о камнях, падающих с неба, к рассмотрению не принимаются. В самом деле, камни с неба, - можно ли придумать больший вздор! Но в 1801 году целый метеоритный дождь выпал буквально на голову академическим чиновникам, и Академия вынуждена была отменить свой запрет.

Тогда никто не мог предполагать, какие фантастические открытия могут принести "камни с неба". Сейчас, спустя почти 200 лет, исследователи всерьез надеются найти в метеоритах окаменелые следы невообразимо древней жизни на другой планете.

Во второй половине XX столетия ученые занялись систематическими поисками метеоритов в Антарктиде. Обычно метеориты мало выделяются на фоне почвы, поэтому их редко находят; разве только если кто-то заметит их падение. Другое дело - безбрежные снежноледовые пустыни Антарктиды. На находку свежих образцов, конечно, надеяться не приходится: горячие метеориты уходят глубоко в лед и снег.

Но при выветривании старых льдов вмороженные когда-то метеориты выходят на поверхность. Так удается найти до 400 образцов за год, и так были найдены метеориты ЕЕТА 79001 в 1979 г. и ALH 84001 в 1984 г., также отнесенные к SNC. Вся группа SNC, в которую сейчас входят уже 12 образцов, долго оставалась неприкаянной. Делу помог технический прогресс. Быстрое развитие технологии точных измерений позволило создать научные приборы, которые способны провести анализ состава вещества, располагая всего несколькими десятками тысяч его атомов. В 1980 г. удалось провести изотопный анализ газа, в микроскопических количествах содержавшегося в метеорите ЕЕТА 79001.

Результаты оказались сенсационными: химический состав газа и его изотопные отношения совпали с такими же данными для атмосферы Марса, найденными аппаратами "Викинг" на Марсе в 1976-78 гг. Изотопный состав - это своеобразный паспорт; химический состав может значительно изменяться, но изотопный очень стабилен. Так удалось доказать, что ЕЕТА 79001 (и другие SNC) прилетели именно с Марса.

Метеорит ALH 84001 очень непохож на остальных "членов клуба SNC". Довольно крупный, весом 1,9 кг, он пролежал после находки 10 лет, не привлекая внимания исследователей. Но в 1993 г. геохимик Р. Клейтон из Чикагского университета доказал, что изотопный состав содержащегося в нем кислорода также соответствует марсианскому.

В 1994 г. Д. Миттлфелд из фирмы "Локхид Мартин" в Хьюстоне усмотрел в ALH 84001 скрытые признаки SNC, а в августе 1996 г. группа ученых под руководством Д. МакКея из исследовательского центра им. Джонсона (NASA) объявила о возможном присутствии в метеорите древних окаменелостей биологического, но не земного происхождения. (Все метеориты, как правило, загрязнены земной флорой. Вопреки распространенному мнению, Антарктида вовсе не стерильное место на Земле, микроорганизмов там сколько угодно.)

Как метеориты SNC оказываются на Земле? Поверхность Марса, Луны и других небесных тел сплошь покрыта ударными (метеоритными) кратерами. На стадии образования планет метеоритная бомбардировка была непрерывной, а твердое тело планеты росло за ее счет. Начался этот процесс 4,55 млрд лет назад, а пик его относится к 3,9 млрд лет. Но и после этого на планеты продолжали падать крупные метеоритные тела, но все реже. Не исключение и Земля, хотя биосфера, вода и атмосфера быстро скрывают их следы. В огромном метеоритном кратере стоит, например, город Прага.

Когда кора планет уже сформировалась, удары вызывали главным образом ее плавление, хотя разрушение самого верхнего слоя порождало также массу обломков, разлетавшихся с большой скоростью, в некоторых случаях - с космической. Тонкая атмосфера Марса не могла их существенно замедлить. Направления полета этих обломков были произвольными, и они долго блуждали в космосе, пока незначительная их часть однажды не оказалась в пределах захвата полем земного тяготения. Так посланцы с Марса оказались на Земле. (Кстати, много метеоритов пришло с Луны. Стоило ли летать за лунным грунтом?)

Методы современной физики и химии позволяют определить возраст таких обломков и длительность их пребывания в открытом космосе. Возраст 11 -ти образцов SNC не очень большой, от 180 до 1300 млн лет. Но ALH 84001 оказался намного старше. По первым определениям, он возник из жидкой магмы 4 млрд лет назад, когда Марс еще даже не до конца сформировался. Затем (как раз во время пика аккреции, 3,9 млрд лет назад) он подвергся сильному удару, который оставил в нем многочисленные трещины.

За 16 млн лет до нас еще более мощный удар выбросил его с поверхности Марса в космос, где он и оставался до встречи с Землей. 13 тыс. лет назад oн выпал на льды Антарктиды в районе Алан Хилс. Там его и нашли. "Мы уверены, что где бы ни образовался это метеорит, что-то в нем жило", - писала «Нью-Йорк Таймс». "Состав углеводородов... указывает на биологическую активность". Эта цитата относится, однако, вовсе не к образцу ALH 84001. Как известно, история повторяется. В 1961 г. сенсационные статьи посвящались метеориту Оргей, выпавшему во Франции в 1864 г. Его исследовал еще Луи Пастер, а в 1961 г. Б. Нэги с коллегами объявил о том, что органические включения в метеорите имеют биологическое происхождение. Споры в научной прессе длились 14 лет и закончились признанием Нэги, что органические включения "имеют земное происхождение".

Но вернемся к ALH 84001. 7 августа 1996 г. МакКей и его коллеги провели очень впечатляющую пресс-конференцию по итогам 1,5-летней работы с образцом ALH 84001, которой предшествовало телевизионное выступление президента США Клинтона.

Конференцию открыл директор NASA Д. Голдин, участвовал Э. Гибсон, К. Томас-Кепрта, X. Вали, К. Романек, С. Клеметт, Кс. Чиллер, К. Мэчлинг и К. Зейр, представляющие различные научные направления и учреждения, принимавшие участие в исследовании. Кроме того, с критическими замечаниями выступил весьма авторитетный независимый специалист У. Шопф.

МакКей сообщил, что, заподозрив присутствие в метеорите микроокаменелостей древних бактерий неземного происхождения, ученые провели тщательные исследования по нескольким независимым направлениям, используя самую совершенную технику. Докладчики не утверждали, что какое-либо из выбранных направлений привело к "железному" выводу о древних марсианских микроорганизмах. Скорее, выводы можно сформулировать так: ни одно из приведенных исследований не отвергает такой возможности.

Во-первых, вблизи поверхности (но не у самой оплавленной корки) обнаружена колония многочисленных овальных, а в некоторых случаях - удлиненных и червеобразных образований, очень похожая на окаменелые колонии древнейших земных бактерий. Сходство замечательное, а некоторые "черви", кажется, даже имеют сегментированное строение.

С другой стороны, критики замечают, что земные бактерии с типичными размерами 0,5-20 мкм в 100-1000 раз больше этих образований. Последних скорее следует отнести к "нанобактериям", так как их размеры всего 10-100 нм, и увидеть их удалось лишь благодаря большому прогрессу в технике электронных микроскопов.

Есть одно-два сообщения, что что-то похожее найдено и на Земле (в чем, опять-таки, тоже нет уверенности). Другое серьезное возражение касается невозможности разместить в столь малом объеме элементарный аппарат наследственности (ДНК/РНК), а также все клеточные механизмы. Не обнаружены и следы стенок (клеточных мембран), удерживающих протоплазму.

Можно добавить, что фотосинтез при таких размерах столкнется с проблемой диффракции света; поэтому нанобактерии должны пользоваться другими источниками энергии. Наконец, нет никаких объяснений, как окаменелости нанобактерий оказались именно в изверженной, а не в осадочной породе, как это бывает на Земле.

Второе доказательство (в пользу исследователей) - присутствие заметных количеств особых органических соединений -полиароматических гидрокарбонатов, которые образуются после разложения погибших микроорганизмов. Вокруг каждого из пятнышек, которые могут быть такими следами, имеются также отложения карбонатов, окислов, сульфидов и сульфатов железа. Именно такие образования сопутствуют земным окаменелостям, это продукты их жизнедеятельности и разложения после гибели.

Согласно МакКею, эти карбонатовые "глобулы" и окружающие их органические соединения образовались около 3,6 млрд лет назад (кроме радиоизотопного определения возраста, об этом же говорят проходящие через отложения трещины, возникшие еще на Марсе).

Интересен изотопный состав карбонатов. Дело в том, что земные бактерии обладают удивительной способностью "сортировать" изотопы, в результате чего в ферментах (и в следах бактерий) изотопа 13 углерода меньше, чем в природных материалах. Именно это и обнаружено в ALH 84001 методами тонкой лазерной спектрометрии. Возможно, это наиболее убедительный аргумент. Микроотложения магнетита и моносульфида железа (пиротина) также очень напоминают следы, которые остаются от земных бактерий. X. Вали сказал, что не знает другой химической среды, кроме бактерий, которая оставила бы подобные микроотложения.

Третий аргумент - возраст образований, совпадающий с тем временем, когда климат Марса был благоприятным для возникновения жизни. Однако М. Вадва представила другую оценку возраста того же образца, - всего 1,39 млрд лет, а это уже совсем другие условия на Марсе. Кто прав, пока неясно. Рассматривались и другие стороны проблемы. В частности, почему нет более поздних образований? Если жизнь на Марсе была, то почему ее нет сейчас? Как установлено в экспериментах на "Викингах", жизнь амино-нуклеино-кислотного (земного) типа на Марсе найти не удалось. Но возникшую однажды жизнь уничтожить очень непросто. Жизнь не только приспосабливается к окружающей среде, но и приспосабливает ее к себе.

Поэтому многие высказывают мнение, что жизнь на Марсе, если бы она сейчас существовала, было бы трудно не обнаружить. Некоторые специалисты задаются вопросом, почему так похожи пути примитивной жизни на Земле и Марсе (и видят в этом проявление панспермии, - проникающих повсюду зародышей жизни, носящихся в космосе). Общее мнение таково, что результаты анализа ALH 84001 требуют не только дополнительной проверки, но, возможно, и новых исследований еще более тонкими методами.

Уроки SNC показали, что наука конца XX в. готова к открытию простейших форм жизни на некоторых других небесных телах, где для этого имеются минимальные условия. Эти условия уже понятны, как и пути возникновения примитивных микроорганизмов, и сформулированы в научной литературе. На V Международной конференции по биоастрономии (Италия, июль 1996 г.), в своем докладе нобелевский лауреат К.де Дюве сказал: "жизнь возникла естественным образом, путем многочисленных химических реакций, имевших высокую вероятность в условиях ранней Земли". Там же астрономы сообщали о первых открытиях планет у других звезд. И пусть техника исследований пока позволяет обнаружить только планеты-сверхгиганты, не похожие на Землю, да и результаты только косвенные, но это первые указания на то, что Солнечная система - не единственная в своем роде, и что физические условия, подобные земным, могут реализоваться еще на какой-то планете. Пожалуй, это и все, чем мы ныне располагаем для оптимизма.

Все почти 50-летние поиски разумных сигналов из космоса не дали ровно ничего. Для объяснения этого факта приводятся самые тонкие и остроумные идеи, но ученые все больше склоняются к тому, что земная цивилизация уникальна, по крайней мере в нашей части Галактики. Великое Молчание Вселенной, по-видимому, действительно определяется крайне малой вероятностью перехода от простейших одноклеточных к сложным многоклеточным организмам.

Только эволюция последних может привести к появлению разума. Половина жизненного пути Солнца и 5/6 истории Земли понадобилось для "кембрийского взрыва", -внезапного и необъяснимого появления на ней многоклеточных, пишет С. Гулд в своей книге "Удивительная жизнь".

Сколько сотен миллионов лет понадобится, чтобы эта вероятность реализовалась где-то еще во Вселенной? Факт доисторического существования простейшей жизни на Марсе (если ALH 84001 действительно такой факт содержит) может быть посланием об одиночестве нашей цивилизации во Вселенной, безмерные пространства которой если где-то и населены, то, скорее всего, одноклеточными.

Передовая статья в выпуске журнала New Scientist, целиком посвященном находкам в ALH 84001, заканчивается такими словами: "Возможно, мы одна из первых развитых цивилизаций (в Галактике), обреченная блуждать в космосе и находить массу протоплазмы, но никого, с кем можно было бы поговорить".

Фото взяты с сайта Фразера Кейна  UniverseToday & Fraser Cain, Canada.  Фото: NASA/JPL