В нашей галактике - Мухин Лев Михайлович (читать книги без TXT) 📗
Руководители программы «Викинг» исходили из естественного предположения, что, если жизнь на поверхности Марса существует, ей должны сопутствовать достаточно сложные органические соединения. Действительно, на Земле мы всегда встречаем продукты деградации и метаболизма микрофлоры, и поэтому органические остатки на поверхности нашей планеты встречаются практически повсеместно. Но очень чувствительный прибор на «Викингах» не обнаружил в грунте никаких органических молекул. Была зафиксирована лишь вода в совсем малых дозах, 0,1–1 процент.
Эти результаты (они были одними из первых переданных на Землю) нанесли сильный удар по оптимизму сторонников «жизни на Марсе». Ведь исследователи рассчитывали обнаружить на поверхности Марса хотя бы продукты абиогенного синтеза, которые в принципе могут образовываться из атмосферных компонентов под действием ультрафиолетового излучения. Правда, концентрация таких соединений должна быть очень низкой, поскольку создающий их ультрафиолет оказывает одновременно и сильное разрушающее действие.
Поэтому руководители программы решили «копнуть» глубже — взять пробу на анализ из-под камня, где органические соединения защищены от ультрафиолета и должны были бы сохраниться. Но и здесь ученых постигла неудача. В этой пробе органики также не было.
Казалось, вопрос решен: Марс — биологически мертвая планета. Но тут на Землю стала поступать информация, получаемая в результате других экспериментов, чисто биологических. Этих экспериментов было три.
Первый состоял в изучении фотосинтетического усвоения гипотетической марсианской микрофлорой меченых углекислоты и окиси углерода (14CO2 и 14CO). Пробы грунта поместили в небольшой замкнутый объем (камеру). В камере смонтировали миниатюрный осветитель, имитирующий солнечный свет, а внутрь вместо марсианского воздуха вводили 14CO2 и 14CO. Авторы этого эксперимента предполагали, что, если в пробе грунта содержатся микроорганизмы, под действием солнечного света они могут усваивать 14CO2 и 14CO, включая в молекулы клеточного вещества радиоуглерод из газовой фазы.
После экспонирования на свету образцы грунта нагревали. Сначала при нагревании и продувке инертным газом удалялись все исходные и сорбированные газы. Затем температура повышалась до 600 градусов Цельсия и происходило пиролитическое разложение гипотетических марсианских микроорганизмов, при котором должна была бы выделяться усвоенная ими углекислота с радиоуглеродом. Для фиксации этого меченого радиоуглерода служил счетчик радиоактивности, который и зарегистрировал искомый сигнал. Контрольный образец, прошедший предварительную термическую обработку, дал отрицательный результат.
Во втором эксперименте изучали хорошо известный для земных условий факт «дыхания грунта». Если взять образец грунта и увлажнить его, процессы жизнедеятельности микроорганизмов в этом образце как бы усиливаются, активнее выделяются газы: азот, углекислота, кислород. Приборы «Викингов» зарегистрировали выделение из увлажненной пробы кислорода и углекислоты.
В третьем опыте к пробе грунта добавлялась питательная жидкая среда, содержащая меченые радиоактивные соединения — аминокислоты, лактат и прочие. Этот метод широко используют микробиологи для изучения обмена веществ у земной микрофлоры. Микроорганизмы, усваивая эти соединения, окисляют их до углекислоты, которая радиоактивна, так как содержит 14C. На «Викингах» счетчики радиоактивности зарегистрировали рост счета импульсов, что может свидетельствовать о присутствии в пробе микрофлоры.
Хорошо известно, что каждый биологический эксперимент требует контроля. Как были организованы контрольные опыты на «Викингах»? Те же самые процедуры, о которых мы только что говорили, дублировались на образцах, предварительно нагретых до 170 градусов Цельсия. Если в этих пробах и была жизнь, построенная по земному образу и подобию, она бы погибла при нагревании. Значит, все процессы обмена и усвоения не должны были происходить, и соответственно нельзя в этом случае было ожидать сигналов от датчиков во всех трех биологических экспериментах.
Так вот, самым интересным было то, что сигналы от датчиков в опытах с предварительно простерилизованным при температуре 170 градусов Цельсия образцом отсутствовали.
Итак, налицо противоречие. Хотя кривые, фиксирующие выделение 14CO2, и непохожи на те, которые получаются на Земле, но рост количества меченой углекислоты очевиден, и вся серия биологических экспериментов как будто не согласуется с хроматомасс-спектрометрическим анализом.
Попробуем разобраться в этом противоречии. Здесь открываются, по крайней мере, две возможности. Первая состоит в том, что следует принять вывод: жизни на Марсе нет (по крайней мере, в местах посадки «Викингов»).
В этом случае результаты биологических экспериментов могут быть объяснены следующим образом: меченые соединения, содержавшиеся в жидкой питательной среде, были окислены до 14CO2 чисто неорганическим путем. Из-за отсутствия на Марсе защитного озонового экрана на поверхность планеты падает поток жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. При облучении ультрафиолетом минералы Марса могут сильно изменять свои свойства. На их поверхности могут образовываться активные центры, придающие минералам свойства сильных катализаторов, ускоряющих разнообразные химические реакции. Подобный эффект вызывает не только ультрафиолет, но и потоки электронов и гамма-лучей.
В нашей лаборатории совместно с Институтом атомной энергии в подтверждение этой гипотезы был поставлен следующий эксперимент. Проба грунта облучалась потоком быстрых электронов и гамма-квантов. Таким образом мы моделировали условия, в которых находится марсианский грунт. Затем проба увлажнялась. И вот на активных центрах, которые образовались после облучения, начиналось разложение воды на водород и кислород. Так нам удалось доказать, что сигналы от приборов могли иметь «неживую основу».
Вторая возможность — сделать вывод, что жизнь на Марсе есть.
Но как же отнестись в этом случае к результатам хроматомасс-спектрометрии? Объяснение может быть найдено и тут.
Если концентрация клеток в марсианском грунте низка, например, как у нас в Антарктике, то тогда хроматомасс-спектрометры «Викингов» могли «не почувствовать» этих клеток. А биологические тесты? Они нацелены на изучение результатов длительного процесса, когда даже одна клетка может заметно изменить состав питательной среды. Но ведь кривая на рисунке выходит на плато, что означает прекращение жизнедеятельности. Может ли это быть?
Представим себе такую ситуацию: марсианские микроорганизмы находились в анабиозе. После того как они «проснулись» в посадочном модуле «Викинга» в условиях земной питательной среды, они начали поглощать незнакомую пищу. Началось выделение 14CO2 в газовую фазу. Но пища оказалась неприемлемой для инопланетной микрофлоры. Произошло отравление, и марсианские микроорганизмы погибли. Рост меченой углекислоты прекратился.
Как мы видим, интерпретация результатов может быть взаимоисключающей.
Возникает естественный вопрос: можно ли предусмотреть ситуацию, когда один эксперимент (хроматомасс-спектроскопия) говорит с определенностью «нет», а другие (биологические) говорят «возможно»?
Об этом судить сейчас очень трудно. Руководители программы «Викинг» провели громадную многолетнюю подготовительную работу, проверяя все приборы в крайне суровых климатических районах Земли. Мысль об особых свойствах поверхности Марса возникла лишь после получения информации с «Викингов»…
Так или иначе, строгого ответа на вопрос, есть ли жизнь на Марсе, «Викинги», к сожалению, не дали…
А в самое последнее время Национальный совет исследований США, тщательно проанализировав результаты «Викингов», пришел к выводу, что нет никаких доказательств жизни на Марсе. «Мы считаем поиск внеземной жизни в Солнечной системе законченным», — пишется в заключении совета. И тем не менее недавно в печати появились сообщения о том, что в 1994 году на Марс можно будет запустить космический корабль с людьми. В 1995 году экипаж, снабженный вездеходом, мог бы высадиться на Марс, поработать там около 20 дней, и затем, взяв на борт 300 килограммов грунта, вернуться на Землю. Как знать, может быть, это помогло бы решить загадку жизни на Марсе.
