Найдавніші скам'янілості Землі дають нам підказки про життя на Марсі

Коли дослідники в Гренландії оголосили про відкриття найдавніших скам'янілостей життя, які коли-небудь були знайдені, наукове співтовариство, очевидно, було заінтриговано. 3,7-мільярдні річні породи з Гренландії є строматолітами, що містять скам'янілі залишки складних мікробів, які зазвичай зустрічаються на мілководді. Вони зображують форми життя набагато більш еволюційно передових, ніж те, що вчені вважали можливим у цей момент в історії Землі.

Але наслідки цих знахідок вийшли далеко за межі Землі - вони вплинули на само майбутнє астробіології, або на пошук вимерлого або існуючого позаземного життя.

Щоб зрозуміти, чому, пам'ятайте, що Земля була сформована 4,6 мільярда років тому, але вона не була загорнута акуратно з цибулею зверху. Навпаки, наша планета була такою ж, як і будь-яка інша дитина: волатильна, жорстока і непередбачувана. Значна частина поверхні все ще була розплавленою лавою, яка охолоджувалася, і її об'їжджали гігантські астероїди і космічні сміття, що все ще кружляли навколо Сонячної системи.

З 4,1 до 3,8 мільярда років тому, що підірвалися, стало надто погано в той період, коли вчені називають пізньоважкою бомбардуванням (LHB). Раніше вважалося, що швидкість удару Землі від зіткнення була достатньою, щоб знищити будь-які існуючі форми життя і в основному повернути Землю стерильною.

Отже, що скаже нам скам'янілість складного мікробного життя від 3,7 мільярда років тому про пошуки інопланетян? Три можливості, власне.

У першому і найбільш нудному випадку скам'янілості могли просто бути доказом того, що LHB насправді менш вороже і насильницьке, що ми спочатку уявляли собі. Раннє життя насправді живе в більш мирному середовищі, ніж ми припускали. Це одкровення було б захоплююче для дослідників, що розгадують історію самої Землі, але менш актуальна для астробіології стосовно позаземних людей.

Відкриття може також означати, що перші організми Землі змогли протистояти брутальним умовам навколишнього середовища, стверджує директор Інституту астробіології НАСА Пенелопа Бостон. Власна робота Бостона зосереджується на дослідженні життя в дуже незвичайних умовах на Землі - місцях з надзвичайними темпами температур, тисків, концентрацій солей, рівнів рН, концентрацій важких металів і сонячного світла. "Життя продовжує дивувати нас на цій планеті тим, що може зробити, тому я думаю, що це законна пропозиція", - каже Бостон.

Найбільш значущі наслідки викопних останків Гренландії стосуються самої сонячної системи. Зрештою, на Землі є багато організмів, які розвивалися, щоб вижити і навіть процвітати в пекельних умовах, які не дуже відрізняються від Марса, або "океанських світів", таких як Луна Європи Юпітера або Енцелад. Це вже не божевілля вважати, що інопланетяни можуть бути озброєні під тиском підземного гейзера, або витримати ультрафіолетові промені, які б спекти наші особи.

Нові скам'янілості можуть бути особливо обнадійливими для астробіологічних досліджень на Марсі. Бостон каже, що строматоліти є досить хорошим аналогом для того, щоб намагатися полювати на ранні форми життя на Марсі. Ми знаємо, що Марс колись був теплішою планетою, що кипала озерами та іншими величезними водами. Лише кілька тижнів тому дослідники Марса виявили розгалужену мережу древніх русел річок, що датуються 4 мільярдами років.

"Сьогодні ми не бачимо плідного життя на поверхні, але, можливо, було і в минулому", - розповідає Джон Руммель, колишній старший науковий співробітник з астробіології в NASA і нинішній професор біології в Університеті Східної Кароліни. Обернено. Руммель вказує на південні гори Марса як "цікаву перспективу" для астробіологічних досліджень, які могли б мати ознаки біологічної активності.

З іншого боку, відкриття скам'янілостей може означати, що перші організми, можливо, не є настільки стійкими, як ми думали, але що вони просто еволюціонували надзвичайно швидко всього за пару сотень мільйонів років після LHB, перегортаючи сценарій про те, що життєздатність вікна для планет у Всесвіті короткі і вузькі.

Вважається, що еволюція життя прискорила і сформувала перетворення Землі в більш життєвий світ, як позитивний зворотний зв'язок: оскільки організми стали більш складними, вони розробили біологічні механізми, які споживали вуглекислий газ і генерували вільний кисень - що допомогло породжують аеробні форми життя, які незабаром стали безповоротно необхідними для природних процесів, таких як кругообіг води або цикл азоту. Ці процеси принципово прив'язані до життя, і навпаки.

Тим не менш, деякі кола астробіології нещодавно висунули ідею, що якщо планета має намір встановити і підтримувати стабільну версію життєздатності, подібно до Землі, вона повинна отримати ті складні форми життя, які швидко розвиваються … що означає, що вікно проживання є коротким, і це, мабуть, тому, що ми ще не знайшли інопланетян.

Але нові скам'янілості можуть бути ознакою того, що вікна життєздатності насправді не є настільки вузькі, тому що організми здатні розвиватися швидше, ніж ми собі уявляли. Фактично, результати є надзвичайно обнадійливими для дослідження екзопланет, що орбітують зірок, які ми спочатку передбачали, були занадто молоді для життя господаря, або великі зірки, які вигоряють набагато швидше, ніж менші.

Занадто багато невирішених питань до цих пір про скам'янілості, які заважають нам робити які-небудь висновки. Адітіа Чопра, дослідник астробіології з Австралійського національного університету в Канберрі, нещодавно виступила автором дослідження, яке підтримує ідею малих вікон житлових приміщень. «Ми ще не знаємо, чи є такі мікробіологічні спільноти довжиною в 3,7 мільярда років достатньо складними та поширеними, щоб модулювати велику кількість теплиць у планетарному масштабі для протидії абіотичним циклам зворотного зв'язку, які призводять до нагрівання злітно-посадкової смуги, як на Венері, або охолодження, як на Марсі, - розповідає він Обернено.

Бостон відкидає ідею вузьких вікон життєздатності на все життя, але не вірить, що будь-який сценарій є більш правдоподібним, ніж інший. "Я думаю, що це дуже орієнтована на Землю модель", - каже вона. «Коли я дивлюся на вражаючу кількість зірок в нашій галактиці, кількість планет, які ми відкрили і продовжуємо відкривати, ми просто маємо цифри на нашій стороні. Можливо, що в будь-якій даній сонячній системі є тільки одна або дві планети, які можуть бути життєздатними. Але коли ви дивитеся на Всесвіт в цілому, я думаю, що це, мабуть, дуже поширене явище.

Бостон підкреслює, що життєздатність і пошук організмів минулих або сучасних в інших світах повинні розглядатися на індивідуальній основі. Але ніколи не було кращого часу, щоб бути астробіологом: Чопра вважає, що скарби Гренландії є ще одним доказом того, наскільки важливим є міждисциплінарне дослідження для пошуку і розуміння позаземного життя. Бостон погоджується: це так чудово, що ми живемо в епоху, коли наука про землю струшується.

- Це просто вражаюче. Всі ці речі є просто вічною радістю.