Вы ведь знаете, что земная жизнь со значительной вероятностью могла возникнуть скорее на Марсе, чем на Земле? Но вам, конечно, нужны подробности: насколько опасным было путешествие «жизни» с одной планеты на другую верхом на метеорите? Кажется, мы готовы ответить на этот вопрос.
Некоторые вещи в истории ранней Земли выгладят странно. Вот, скажем, рибоза, без которой немыслимы рибонуклеиновые кислоты, включая те, что считаются основой жизни... Если вы попробуете собрать рибозу из компонентов, доступных на юной Земле, то получите лишь грязь из органических молекул, нерастворимую в воде. Рибоза, напротив, растворима.
Но чтобы получить её из тех же компонентов, вам придётся добавить соль борной кислоты либо оксиды молибдена. Они были на Марсе, но на нашей планете миллиарды лет назад их было не найти — по крайней мере на поверхности.
Марс выглядит так безжизненно... Откуда здесь взяться «источнику земной жизни»? Впрочем, очевидцы свидетельствуют: ранняя Земля была ещё менее гостеприимной. (Иллюстрации NASA.)
Да что там, сами названия первоначальных геологических эпох Земли и Марса красноречиво дают понять, какой была тогда обстановка. Катархей, по-английски называемый «Гадей», выводит своё второе имя от Гадеса, Царства мёртвых. Ноева же эпоха на Марсе, напротив, потому Ноевой и называется, что, как считается, в тот период на поверхности Красной планеты было некоторое количество воды (хотя и не так много, как на вашей родине).
Джозеф Киршвинк (Joseph Kirschvink) из Калифорнийского технологического университета (США) подчёркивает: такие минералы в принципе могут сформироваться только в пустынных, сухих условиях. Однако ранняя Земля, по нынешним представлениям, была довольно влажной: едва ли не вся её поверхность могла в ту пору скрываться под водой, ведь тектоника плит при тонкой и сравнительно тёплой коре не могла развиться, что препятствовало образованию глубоких водоёмов, концентрирующих воду в своих пределах.
Метеориты марсианского происхождения старше определённого возраста показывают, что когда-то у Марса было более сильное магнитное поле; учёный связывает это с возможностью существования там серьёзного озонового слоя. Учитывая высоту марсианских вулканов и сравнительно малую толщину атмосферы, такой озоновый слой мог окислять ряд поверхностных материалов, которые при эрозионных процессах попадали в нижерасположенные области, где мог начаться процесс катализа, запускающий образование... да хоть той же рибозы.
Ну хорошо, предположим, жизнь всё же возникла на Марсе. Что с ней будет при «межпланетных перелётах»? Механизм последних очевиден: и по сию пору астероиды, падая на планету, горазды выбить из неё кусок породы с живыми бактериями или даже героическими тихоходками. Но ведь эти куски испытывают страшные нагрузки и нагрев? Да, однако разве вы не помните, что ударные испытания показали: столкновения на скоростях до 7 км/с те же микроскопические водоросли вполне выдерживают и немалая их часть после этого жива и здорова?
Хотя для нас 50 млн км, отделяющие Землю от четвёртой планеты, кажутся огромным расстоянием, по космическим меркам, Земля и Марс — соседи по коммуналке. Расчёты свидетельствуют: всего через девять месяцев после попадания астероида в Марс выброшенные ударом в космос живые организмы могли достичь Земли. Если, конечно, эти организмы на Марсе были. Иллюстрация infotut.ru.
Но как быть с неизбежным нагревом? Атмосфера Земли плотна, и входящий в неё марсианский метеорит, казалось бы, должен раскаляться...
Группа исследователей под руководством г-на Киршвинка провела такой эксперимент. Были взяты фрагменты метеорита марсианского прохождения, содержащие намагниченные материалы. Их нагрели, и обнаружилось, что примерно при 40 °C их магнитная ориентация начала теряться. По мнению учёных, это свидетельствует о том, что на всём пути от Марса к Земле наши гипотетические первопредки не подвергались нагреву выше этой точки, далеко отстоящей от температуры, при которой гибнут термофильные бактерии.
Как это могло случиться? Моделирование, предпринятое после этих опытов, показало, что если большой метеор или астероид врезался в Марс, то он мог сразу пробить кору, не успев инициировать процесс взрывного испарения окружающих его материалов. Поскольку вторая космическая скорость для Марса втрое ниже земной, подземный взрыв мог поднять окружающий место удара обломочный материал в космос без сильного нагрева или воздействия мощной ударной волны. Кстати, модель показала, что поднятый таким образом материал мог начать поступать на Землю всего через девять месяцев после удара астероида о Марс. Вряд ли современные космические корабли на химических ракетах способны доставить туда космонавтов сильно быстрее, нежели их предки могли прилететь оттуда.
Прекрасно! Но как они не перегрелись при попадании на Землю? Секрет мог заключаться в... абляционном тепловом щите, полагает г-н Киршвинк. Внешние слои метеорита расплавились при вхождении в атмосферу, и затем их в виде капель уносило с поверхности падающего тела, снижая тем самым его нагрев. Очень похожим способом защищают себя от перегрева, скажем, корабли SpaceX, так что метод можно считать вполне надёжным и испытанным.
Но всё это лишь предположения, не так ли? И Джозеф Киршвинк, конечно, с вами согласится, заметив, что нужно искать доказательства. Более того, он считает, что частично уже нашёл их. Многие земные существа, от бактерий до млекопитающих, имеют в своём организме магнетит — вещество из класса оксидов железа, биогенно образуемое живыми организмами из железа. И этого вещества в них немало, до 4% сухой массы бактерий Magnetospirillum, по всей видимости, являющихся наиболее примитивными существами из тех, что используют магнетит для ориентации в магнитном поле Земли.
Команда г-на Киршвинка утверждает, что обнаружила магнетит — слишком чистый, чтобы иметь абиогенное происхождение, — в метеоритах марсианского происхождения. В норме магнетит содержит включения из среды, в которой он сформировался, в то время как метеоритный магнетит не имеет никаких следов такого рода.
Что смущает в этой системе доказательств? Люди старшего поколения наверняка помнят инцидент 1996 года, когда специалисты НАСА нашли в марсианском метеорите ALH 84001 углерод, по изотопному составу близкий к органическому, — вместе с чем-то, что напоминало бактерии, только чрезвычайно маленькие, намного меньше 400-нанометровых археобактерий (а это самые малые живые существа нашей планеты). За этим последовали годы беспредметных пререканий, которые свелись к тому, что морфология живых существ не может быть руководством к действию в силу своей врождённой дискуссионности (когда речь идёт о столь мелких объектах) и что углерод, изотопно напоминающий созданный живыми организмами, при некоторых условиях может образоваться и вне их.
Доказательства Джозефа Киршвинка может ждать та же судьба, ведь магнетит — далеко не такое ясное и однозначное свидетельство, как живой марсианский организм. Наконец, предположение учёного о биогенном магнетите на Марсе имплицитно подразумевает, что общий первопредок (первопредки) всего живого был существом, способным ориентироваться по линиям магнитного поля. И это, мягко говоря, трудно проверить. И нелишне заметить, что большинство земных бактерий, насколько известно науке, способностью ориентироваться по магнитному полю не обладает.
Ноева земля — район Марса, в котором впервые были обнаружены следы воды на марсианской поверхности времён Ноевой эпохи. Могла ли так выглядеть земля наших бактериальных предков? (Изображение NASA / JPL-Caltech / University of Arizona.)
Трудно воспринимать аргумент о магнетите как решающий ещё и потому, что совсем недавно вышедшая работа вновь затронула туманный вопрос о механизме, с помощью которого самые разные живые организмы производят из железа магнетит. Он по-прежнему не очень ясен, а раз так, то мы не рискнём сказать, может ли нечто подобное случиться в неживой природе и не являются ли следы магнетита в марсианских метеоритах результатом именно абиогенных процессов.
И всё же стоит напомнить, что опыты г-на Киршвинка показали: если на Марсе была жизнь, она могла в кратчайшие сроки колонизировать Землю, по крайней мере не медленнее, чем нынешние земляне — Марс.
Но чтобы иметь полную уверенность в том, что именно эта планета — наша прародина, нужны доказательства посерьёзнее. Быть может, следы той самой ранней бактериальной жизни на самóй Красной планете?
