"Если б каменный уголь мог говорить, - он не стал бы вести беседы с тобой", - пел Борис Борисович Гребенщиков. На самом деле, горные породы весьма разговорчивы. Вот только для общения с ними необходим целый арсенал специальных приборов и инструментов, которым располагают только ученые. И именно они выпытывают у камней их истории, длящиеся иногда миллиарды лет.
Ученые исследуют структуру камней, анализируют их химический состав, определяют соотношения изотопов различных элементов. На основании этих данных исследователи могут узнать, где и когда образовался камень, в каких условиях прошла его жизнь от рождения до момента, когда он попал в их руки.
Подобные беседы можно вести не только с земными камнями, но также с каменистыми фрагментами, попавшими на нашу планету из космоса. Последние являются намного более интересными собеседниками для специалистов, профессии которых начинаются на "астро": астрономы, астрогеологии, астрофизики, астробиологи.
На Землю падают как метеориты, родившиеся в удаленных районах Солнечной системы, так и куски пород, отколовшиеся когда-то давно от поверхности ближайших небесных тел, например, Луны или Марса. Обломки других планет и земного спутника представляют особый интерес для ученых. С их помощью специалисты могут узнать, как формировались наши соседи по Солнечной системе и какие процессы происходили на них в далеком прошлом. А иногда камни могут рассказать не только о неодушевленных предметах. Метеорит ALH84001, обнаруженный в 1984 году, заставил многих поверить, что жизнь существует и вне Земли. Причем совсем рядом - на Марсе.
Родословная
Небольшой камень массой около двух килограммов был обнаружен экспедицией по поиску метеоритов в антарктическом районе Аллан Хиллз. Находку назвали ALH84001 (ALH расшифровывается как Allan Hills). Исследовав состав пород метеорита, ученые заключили, что он попал на Землю с Марса. После изучения изотопного состава некоторых элементов, входящих в состав метеорита, специалисты сделали вывод, что порода, из которой "родился" ALH84001, сформировалась на Красной планете приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Это очень солидный возраст, особенно если принять во внимание, что Марс как таковой образовался всего на 100 миллионов лет раньше.
Стоит оговориться, что на момент исследования ALH84001 предположения о наличии на Марсе воды в настоящем или прошлом были исключительно теоретическими. Первые серьезные доказательства того, что когда-то климат нашего соседа был влажным, появились только в 2002 году. Орбитальный аппарат "Марс Одисси" (Mars Odyssey) обнаружил под поверхностью планеты залежи водяного льда. Через шесть лет наблюдения зонда подтвердил зонд "Феникс", который смог получить воду из образца марсианского грунта.
Где-то в промежутке от 3,6 до 4 миллиардов лет назад участок породы, который позже станет ALH84001, был поврежден в результате падения метеорита. Поверхность покрылась трещинами, которые со временем заполнились водой. В лужицах накапливались соединения углерода. Примерно 16 миллионов лет назад фрагмент породы, еще не имеющий названия, откололся в результате удара другого метеорита. Следующие 15 миллионов 967 тысяч лет кусок марсианской скалы провел в космическом пространстве (время пребывания ALH84001 в космосе ученые вычислили, оценив степень повреждения его поверхности космическими лучами). Наконец, 13 тысяч лет назад камень упал на Землю, где пролежал вплоть до 27 декабря 1984 года.
Ничего кроме жизни
Долгое время хронология жизни ALH84001 занимала в основном ученых. Но 16 августа 1996 года о метеорите узнали все, кто проглядывает по утрам газеты или смотрит вечерние выпуски новостей. В этот день в престижном научном журнале Science появилась статья группы исследователей, по большей части сотрудников NASA. Авторы работы, первым из которых был Дэвид Маккей (David S. McKay), утверждали, что в период между заполнением трещин водой и началом космического путешествия метеорита ALH84001 на нем существовала жизнь.
Сенсационный вывод был сделан на основании комплексного изучения марсианского камня. Во-первых, ученые определили происхождение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), найденных в отложениях минералов на поверхности ALH84001. ПАУ могут образовываться в ходе определенных химических реакций неорганических соединений. Другим источником ПАУ являются отходы жизнедеятельности микроорганизмов. Авторы статьи в Science показали, что состав ПАУ с ALH84001 заметно отличается от полициклических ароматических углеводородов, обнаруженных на других метеоритах. Так как сходства с земным "стандартным набором" ПАУ также не наблюдалось (то есть, земная жизнь не успела облюбовать метеорит), Маккей и коллеги заключили, что углеводороды с ALH84001 были синтезированы марсианскими живыми существами.
Второй эшелон доказательств был получен микроскопическими методами. При помощи трансмиссионного и сканирующего электронных микроскопов исследователи изучили структуру поверхности минерализованных отложений. Оказалось, что карбонатные минералы формируют крошечные гранулы - их размер не превышал 50 микрометров. На Земле такие гранулы обнаруживают в местах обитания примитивных бактерий.
Последнее доказательство, представленное авторами статьи в Science, попало на первые полосы всех газет, писавших о метеорите ALH84001. Исследователи сфотографировали вытянутые структуры размером от 20 до 100 нанометров. Их внешний вид напоминал останки земных бактерий. Вот только самая крошечная обитающая на Земле бактерия приблизительно в 100 раз больше найденных на ALH84001 образований. В теории ученые не исключают существования нанометровых бактерий (их так и называют - нанобактерии), однако до сих пор ни одного реального примера обнаружено не было.
Что-то не то
Метеорит ALH84001. Фото с сайта ALH84001 lpi.usra.edu
Lenta.ru
Выводы Маккея и соавторов вызвали скептическую реакцию научного сообщества. Многие коллеги ученых указывали, что все описанные доказательства являются косвенными. В 2002 году была опубликована работа, авторы которой показали, что отложения минералов необычной структуры возможно получить в лаборатории, не вовлекая в процесс живых существ. Кроме того, выяснилось, что около 80 процентов ПАУ с ALH84001 имеет земное происхождение (впрочем, оставшиеся 20 "железно" образовались на Марсе).
Еще один удар нанесли ученые, изучавшие, в каких условиях находился ALH84001 на Марсе. Они заключили, что какое-то время камень был нагрет до 450 градусов Цельсия. Такой жар земные микроорганизмы выдержать не способны. Защитники жизни на метеорите оправдывались, но однозначных подтверждений своей правоты у них не было. Постепенно ALH84001 перестал быть модной темой для обсуждения в околонаучных кругах.
И все-таки
Совсем недавно у метеорита появился второй шанс. Сразу в двух работах были приведены доказательства того, что живые существа все же могли населять ALH84001. Авторы первого исследования моделировали условия, при которых мог бы образоваться именно такой состав минералов, какой представлен в ALH84001. Специалисты заключили, что порода, от которой откололся ALH 84001, находилась непосредственно на поверхности Марса или залегала неглубоко под ней. Скала постоянно омывалась водой, температура которой не превышала 100 градусов Цельсия. На Земле обнаружено немало микроорганизмов, прекрасно чувствующих себя в таких условиях.
Другая работа написана тем же коллективом авторов, который впервые заявил о "нанобактериях" на ALH 84001. На этот раз статья была напечатана в менее авторитетном журнале Geochimica et Cosmochimica Acta. Авторы сосредоточили свое внимание на гранулах оксида железа Fe3O4, найденных на поверхности ALH 84001. По своим характеристикам гранулы заметно отличались от земных.
Как утверждают ученые, им удалось исключить абиогенный (не связанный с деятельностью живых организмов) сценарий образования гранул (например, в результате разогрева камня при столкновениях с другими объектами). По словам исследователей, этот вывод верен как минимум для 25 процентов всех гранул Fe3O4, найденных на метеорите. Гипотетические марсианские живые существа могли бы использовать гранулы оксида железа в качестве компаса. На Земле бактерии, приспособившиеся с помощью кристаллов оксида железа ориентироваться в магнитном поле, получили название магнитотаксических.
Пока новая работа не вызвала отклика со стороны коллег. Американское космическое агентство, где работает часть авторов, должно официально объявить для широкой публики о результатах их исследования 30 ноября (на момент написания статьи сообщение на сайте агентства не появилось). Можно предположить, что в ближайшее время отклики все же появятся и не все из них будут положительными. Как и в прошлый раз, доказательства исследователей являются косвенными. Отсутствие непосредственных фактов само по себе не является непреодолимым препятствием для признания той или иной теории верной. Но в данном случае косвенные доказательства не очень убедительны, и вдобавок их крайне мало. Кроме того, существуют более сильные косвенные доказательства принципиальной необитаемости Марса. Тем не менее, надежда у тех, кто верит в марсиан, все еще остается.