Технології
Технології

Бактеріям і астронавтам знайшли захист від радіації у печерах Марса

Іспанський дослідник проаналізував дані про ультрафіолетове випромінювання на Марсі та дійшов висновку, що від нього можна знайти прихисток у печерах планети. Туди він пропонує відправляти астронавтів як у сприятливі для життя умови, а також шукати там марсіанських мікроорганізмів, адже випромінювання там достатньо для життя принаймні земних фототрофів. Результати моделювання перенесення випромінювання на Марсі опубліковані у журналі Icarus.

Лавова трубка на Марсі близ гори Арсія. NASA / JPL / University of Arizona

Лавова трубка на Марсі близ гори Арсія. NASA / JPL / University of Arizona

Що не так з марсіанською атмосферою?

Газова оболонка Марса набагато менш приємна за земну навіть якщо не брати до уваги, що вона майже повністю складається з вуглекислого газу. По-перше, вона набагато тонша — більш як у двісті разів за атмосферу Землі. По-друге, через слабкість магнітного поля, вона продовжує втрачати свою масу під дією сонячного вітру. Все це зумовлює надзвичайно слабкий захист від іонізуючого та ультрафіолетового випромінювання та дає йому досягти поверхні Марса, що і без того погіршує умови для життя на ньому. Так, мікроорганізмам на Землі сонячне випромінювання навпаки допомагає і фототрофи активно користуються ними для фотосинтезу. Однак, рівні його на Марсі набагато вищі і несуть не енергію, а руйнівний вплив. Тому астрономи давно звернули увагу на надра планети, де, по-перше, можуть бути набагато сприйнятливіші умови за висушену поверхню, а по-друге, захист від випромінювання.

Де ховатися життю на Марсі?

Фактично існування і потенційні переваги печер на інших планетах та їхніх супутниках були предметом наукових дискусій протягом десятиліть. Їх визначають як потенційних кандидатів на придатні для проживання місця, що мовою вчених означає місця, де умови або постійно, або епізодично більш сприятливі, ніж в середньому по об'єкту, і регіони, в яких можуть зберігатися сліди минулого життя. Дослідники зійшлися у думці, що підповерхня Марса буде захищена не лише від радіації, а і від ударів невеликих метеоритів, еолових процесів та екстремальних погодних умов, наприклад, під час пилових буревіїв.

Труднощі з виявленням цих дрібних деталей топографії Марса поки не дали нам точної мапи з розташуванням печер, ямових кратерів чи лавових тунелей, але місії Mars Odyssey і Mars Global Surveyor знайшли близько 32 кандидатів у такі близ марсіанської гори Елізій (Elysium Mons) діаметром від 100 до 225 метрів та глибиною від 68 до 130 метрів. Вчені вважають, що це не стільки печери, скільки глибокі циліндричні шахти зі стрімкими вертикальними стінами. Автор цієї роботи, астроном Національного інституту аерокосмічної техніки Іспанії, вважає, що таких об'єктів найбільше буде у регіоні Тарсис та гори Елізій, бо це великі вулканічні провінції. У своєму дослідженні він вперше вирішив окреслити вплив випромінювання у подібних об'єктах залежно від їхньої геометрії, місця розташування на Марсі, пір року та змін погоди.

Як воно, жити у марсіанській печері?

Важливо зазначити, що чим більше джерел енергії та необхідних поживних речовин містить довкілля, тим більше потенційне розмаїття життя, яке воно може підтримувати. Тож повністю темне середовище печер, що знаходиться в підповерхневих областях Марса, таким навряд чи зможе похвалитися. Так, воно може забезпечувати захист від іонізуючого і ультрафіолетового випромінювання, але при цьому значно обмежує джерела енергії для організмів. Тому вчений і звернув увагу лише на входи у такі об'єкти — вони, на його думку, є проміжними середовищами точки зору іонізуючого і ультрафіолетового випромінювання поверхні Марса, тим самим сприяючи можливості їхнього використання як джерела енергії. Вчені вважають, що вони могли утримувати водяний лід та розсоли, забезпечуючи їм доступ до неглибоких шарів, де відносно стабільні умови температури і вологості. При цьому вони все ж залишаються хорошим прихистком від суворої погоди, коливань температури, висихання і ерозії.

Орбітальні вимірювання місії Mars Odyssey показали, що дно, наприклад, ямних кратерів демонструє значне затухання добових температур, ймовірно, в результаті зменшення потоків теплового інфрачервоного випромінювання в порівнянні з його умовами «згори». Це теплове затухання (вищі температури вночі і нижчі температури вдень) забезпечує менш різку теплову поведінку, ніж на поверхні, і також може допомогти стабілізувати вміст води і рівні вологості всередині порожнечі, сприяючи присутності водяного льоду на невеликій глибині. На умови біля входів у печери звісно впливають і рух Сонця, і процеси розсіювання в атмосфері, і звісно положення на планеті. Однак, на широтах вище 45 градусів дослідник визначає кількість шкідливого випромінювання всього у два відсотки від всієї марсіанської поверхні, що схоже на дози ультрафіолетового випромінювання, аналогічні земним, а отже може бути і джерелом енергії фототрофам. Також результати, представлені в цій статті, припускають, що заглиблення на поверхні ефективно захищені від руйнівного випромінювання протягом тривалого часу — принаймні десяти мільйонів років.

Також більше про атмосферу Марса можна почитати у нашому матеріалі «Своя атмосфера» — там Nauka.ua розбирається із тим, куди з планети дівається потенційний біомаркер метан.