Почти полвека назад посадочные аппараты NASA Viking опустились на Марс. С тех пор один вопрос не даёт покоя исследователям: они упустили жизнь — или уничтожили её, пытаясь доказать, что она существует?

В 1976 году Viking 1 и Viking 2 провели на Красной планете серию экспериментов, которые должны были дать однозначный ответ. Но результаты оказались противоречивыми: одни тесты указывали на возможные признаки жизни, другие — на полное её отсутствие. Спустя 50 лет астробиолог Дирк Шульце-Макух из Берлинского технического университета предложил объяснение, которое переворачивает привычную картину. Возможно, сами эксперименты и погубили то, что искали.

Слишком много воды для сухого мира

Гипотеза Шульце-Макуха строится на простом, но тревожном допущении. Если на Марсе и были микроорганизмы, они, скорее всего, адаптировались к экстремальной сухости — ведь вода на планете в жидком виде почти не встречается. А эксперименты Viking добавляли в образцы грунта воду, причём в количествах, которые для таких микробов могли оказаться смертельными.

Представьте существо, которое всю жизнь обходилось крошечными долями влаги, впитывая её из солей или разреженной атмосферы. Внезапный поток воды для него — не благодать, а шок. Клетки могли лопнуть от осмотического давления, или метаболизм вышел бы из-под контроля. Шульце-Макух считает, что именно это и произошло в камерах Viking.

Четыре эксперимента и их загадочные итоги

На борту каждого посадочного аппарата работали четыре биологических эксперимента. Первый — газообменный — увлажнял грунт питательным раствором и следил за выделением газов. Второй — эксперимент с меченым углеродом — добавлял радиоактивные органические молекулы и проверял, не усвоят ли их микроорганизмы. Третий — пиролизный — нагревал образцы, чтобы разложить возможную органику. Четвёртый — газовый хроматограф-масс-спектрометр — искал органические соединения напрямую.

Результаты озадачили учёных. Газообменный эксперимент показал всплеск кислорода после увлажнения, но потом сигнал затухал. Эксперимент с меченым углеродом дал положительный отклик — будто что-то поглощало питательные вещества. Однако пиролизный тест не нашёл органики, а хроматограф — тем более. Как такое возможно: жизнь есть, но органики нет?

Химия без биологии или биология без воды?

Тогдашний консенсус склонился к небиологическому объяснению. Всплески газов списали на реакцию перекисей и других окислителей в марсианском грунте с водой. Отсутствие органики объяснили жёстким ультрафиолетовым излучением, которое уничтожает всё на поверхности. Жизнь на Марсе признали маловероятной, и тема на десятилетия ушла в тень.

Но Шульце-Макух напоминает: с тех пор мы узнали о Марсе куда больше. Орбитальные аппараты и марсоходы нашли следы древних рек, озёр и, возможно, океанов. В грунте обнаружили перхлораты — соли, которые при нагревании разрушают органику. А главное — выяснилось, что на Земле есть микроорганизмы, способные жить в почти безводной среде, вытягивая влагу буквально из воздуха. Почему бы таким не существовать и на Марсе?

Вода как яд

Ключевой момент гипотезы — не в том, что Viking не нашли жизнь, а в том, что они могли её убить. Если марсианские микробы действительно приспособились к сухости, то добавление воды в экспериментальные камеры было для них смертельным. Причём не постепенно, а сразу — как если бы человека бросили в кипяток.

Шульце-Макух проводит параллель с земными организмами, которые живут в соляных корках пустыни Атакама. Когда туда приходит редкий дождь, многие из них погибают — вода слишком резко меняет осмотический баланс. На Марсе, где влажность ещё ниже, эффект был бы сильнее.

Что это меняет для будущих миссий

Если гипотеза верна, она ставит под сомнение не только результаты Viking, но и подход к поиску жизни на Марсе в целом. Возможно, мы слишком долго искали «земную» жизнь — ту, которой нужна вода в привычных нам количествах. А надо искать жизнь, которая обходится без неё или использует её иначе.

Современные миссии, такие как марсоход Perseverance, собирают образцы в надежде вернуть их на Землю. Но если микробы Марса боятся воды, то и методы анализа придётся менять. Вместо увлажнения — сухие камеры, вместо питательных растворов — газовая среда с контролируемой влажностью.

Спор, который не утихает

Гипотеза Шульце-Макуха — не единственная попытка объяснить загадку Viking. Некоторые учёные до сих пор считают, что положительные сигналы были чисто химическими. Другие полагают, что жизнь на Марсе существует, но в таких малых количествах, что приборы 1970-х просто не могли её зафиксировать. Третьи — что Viking искали не там: на поверхности, где радиация и окислители уничтожают всё живое, а не в подповерхностных слоях.

Но идея о том, что мы могли уничтожить жизнь, которую искали, — пожалуй, самая тревожная. Она заставляет задуматься: сколько ещё таких «водных ловушек» мы расставляем на других планетах? И как искать жизнь, если наши методы могут её убивать?

Кстати, о поисках жизни на Марсе мы уже писали: глава NASA заявил, что шанс найти жизнь в ближайшие 10 лет очень высок, а также разбирали, где именно NASA искала воду в трёх кратерах.

Почти полвека назад два аппарата NASA опустились на красную пыль Марса, чтобы впервые проверить: есть ли там жизнь? Ответ, который дали миссии Viking, до сих пор будоражит учёных. Астробиолог Дирк Шульце-Макух из Берлинского технического университета выдвинул дерзкую гипотезу: возможно, посадочные модули не просто не нашли марсианских микробов, а случайно уничтожили их — залив грунт водой, смертельной для существ, привыкших к крайней сухости.

«NASA, возможно, невольно обнаружило жизнь на Марсе почти 50 лет назад и случайно уничтожило её, прежде чем осознало значение находки», — пишет Шульце-Макух. Его идея бросает вызов самим основам экспериментов 1976 года. Viking 1 и Viking 2 несли четыре прибора, призванных искать в марсианском грунте органические соединения, метаболическую активность и любые изменения, связанные с живыми организмами. Но результаты оказались противоречивыми — и с тех пор учёные спорят, что именно произошло в те несколько дней.

Четыре теста — четыре загадки

Каждый из экспериментов Viking смотрел на грунт под своим углом. Газовый хромато-масс-спектрометр нагревал образцы, разделял выделившиеся соединения и определял молекулы по их масс-спектрам. Он не нашёл органики — и этот результат во многом сформировал первоначальный вывод: Марс враждебен жизни. Но позже выяснилось, что в марсианской почве есть реакционноспособные соединения, включая перхлораты, которые при нагреве разрушают органику. Их в 2007 году обнаружил посадочный модуль Phoenix — и это дало возможное объяснение, почему прибор Viking ничего не увидел.

Эксперимент с меченым высвобождением дал куда более интригующий результат. В грунт добавили питательный раствор с радиоактивным углеродом-14 и стали ждать появления радиоактивных газов — признака микробного метаболизма. Газ появился почти сразу. Реакция поначалу выглядела биологической, но учёные остались скептичны: другие эксперименты не дали подтверждающих сигналов, а окислительная химия грунта могла объяснить результат и без участия жизни.

Пиролитический эксперимент облучал грунт радиоактивным углекислым газом и угарным газом под ультрафиолетом, затем нагревал образец, чтобы проверить, включился ли углерод в органику. В некоторых испытаниях радиоактивный углерод действительно фиксировался, но результат остался неоднозначным. Позже его приписали химическим реакциям, запущенным ультрафиолетовым излучением, а не явной биологической активности.

Эксперимент по газообмену добавлял в грунт богатый питательными веществами раствор и следил за кислородом, углекислым газом, азотом и другими газами. Выделение газов зафиксировали, но установить, вызвано ли оно химией или метаболизмом, так и не удалось.

Вода как оружие

Аргумент Шульце-Макуха сосредоточен на общей детали нескольких процедур Viking: воде. Земная биология от неё зависит, поэтому добавление жидкости казалось разумным способом «разбудить» спящие организмы и проявить их активность. Но Марс, возможно, требует иного подхода.

Учёный ссылается на микробов из чилийской пустыни Атакама: некоторые организмы выживают внутри гигроскопичных пород, которые втягивают крошечные порции влаги из воздуха, создавая узкое убежище в одном из самых сухих мест Земли. Марсианские камни могли бы дать аналогичную среду. Если местные организмы эволюционировали, чтобы жить на следовых количествах атмосферной влаги, внезапное заливание могло их попросту убить.

«На Земле, изобилующей водой, казалось логичным использовать воду в марсианских исследованиях, ожидая проявлений жизни в его засушливых условиях», — поясняет Шульце-Макух. Он также предполагал, что гипотетические марсианские микробы могли включать перекись водорода: такая химия помогала бы им притягивать влагу и могла бы давать газы, похожие на те, что зафиксировал эксперимент с меченым высвобождением. Впрочем, это лишь спекуляция: ни один марсианский организм не подтверждён, а реакции Viking по-прежнему имеют небиологические объяснения.

Потоп в пустыне как предупреждение

Свидетельства из Атакамы поддерживают более широкую идею: больше воды — не всегда благо для существ, приспособленных к крайней сухости. Исследование 2018 года в Scientific Reports изучило последствия сильного наводнения в пустыне и сообщило: до 85 процентов местных микробов погибли. Внезапный приход воды разрушил экосистему, сформированную долгой засушливостью.

«Подобно тому, как человек может утонуть в огромном океане, добавление слишком большого количества воды могло оказаться фатальным для потенциальных марсианских микробов», — говорит Шульце-Макух. Альберто Файрен, астробиолог из Корнеллского университета и соавтор исследования 2018 года, заявил, что «полностью согласен» с тем, что добавление воды в экспериментах Viking могло убить возможные организмы.

Эта теория — не единственная, предполагающая, что методы Viking могли повредить то, что искали. В 2018 году другая группа учёных утверждала, что нагрев грунта при анализе мог запустить химические реакции, способные сжечь органику или возможных микробов.

Перхлорат как простое объяснение

Другие астробиологи не убеждены, что Viking вообще столкнулся с жизнью. Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса NASA утверждает: перхлорат объясняет запутанные результаты миссии. При нагреве марсианского грунта с перхлоратом тот может реагировать с органическими соединениями и давать хлорированные органические вещества. Viking обнаружил такие соединения, но учёные сначала списали их на загрязнение с Земли. Позднейшие миссии показали, что на Марсе они возникают естественным образом.

«Это открытие, по сути, разрешило дилемму Viking», — сказал Маккей Live Science, имея в виду перхлорат. Он не видит нужды привлекать организмы с необычной химией. «Их обоснование сомнительно, — добавил он. — Нет необходимости спекулировать о причудливой форме жизни, чтобы объяснить результаты Viking».

Это разногласие отражает главную трудность интерпретации данных Viking. Положительные сигналы одного эксперимента не совпадали с отсутствием органики в другом, а химия Марса оказалась более реактивной и сложной, чем учёные понимали в 1976 году. Кстати, мы уже писали о том, как NASA искала жизнь на Марсе в трёх кратерах, и о том, что глава NASA оценивает шансы найти жизнь в ближайшие 10 лет как очень высокие.

Что это значит для будущих поисков

Гипотеза Шульце-Макуха не доказывает, что Viking нашёл жизнь. Она подчёркивает, как легко эксперименты по обнаружению жизни могут провалиться, если предполагают, что инопланетные организмы отреагируют как земные микробы. Возможно, урок в том, что искать жизнь на Марсе нужно не только с водой, но и с учётом её экстремальной сухости — иначе мы рискуем повторить ошибку полувековой давности.