Эта среда обеспечивала наличие воды, источников энергии, таких элементов, как углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера, а также критических каталитических переходных металлов, связанных с жизнью в том виде, в котором мы ее знаем. Однако стимулировал ли этот потенциал дальнейшее развитие самостоятельной эволюции жизни на Марсе, неизвестно.

Группа ученых в составе Юргена Шибера, профессора кафедры наук о Земле и атмосфере Колледжа искусств и наук Университета Индианы в Блумингтоне, и его коллег по миссии ровера НАСА Curiosity впервые обнаружила реальные доказательства устойчивого круговорота влажности и засушливости на раннем Марсе. Последнее условие считается необходимым для пребиотической химической эволюции, являющейся ступенькой на пути к возникновению жизни.

В новой работе Sustained wet-dry cycling on early Mars, опубликованной в научном журнале Nature, Шибер и его соавторы использовали данные ровера Curiosity, который в настоящее время исследует кратер Гейла, для изучения древнего рисунка грязевых трещин, заполненных солью (геометрические узоры типа пятиугольников или шестиугольников), наблюдаемых в аргиллитах возрастом 3,6 млрд лет. При высыхании грязь сжимается и образует Т-образные соединения, подобные тем, что Curiosity обнаружил ранее в «Old Soaker» — скоплении грязевых трещин ниже по склону горы Шарп. Эти соединения свидетельствуют о том, что грязь в Старом Сокере образовалась и высохла один раз, а повторные воздействия воды, которые привели к образованию новых грязевых трещин, привели к тому, что Т-образные соединения размягчились и стали Y-образными, образовав в итоге шестиугольную форму.

Хотя основной сферой научных интересов профессора Шибера является геология сланцев и аргиллитов на Земле, его интерес к фундаментальным основам породы заставил его предположить обилие аргиллитов на Марсе, и это заставило его вступить в разговор с людьми, планирующими миссию марсохода Curiosity в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.

Учитывая мои знания об этих породах, я был приглашен в научную группу MSL, и с момента посадки в августе 2012 года, т.е. почти 11 лет назад, в нашем траверсе преобладают аргиллиты, — отмечает профессор Шибер.

Устойчивая цикличность влажных и сухих процессов на Марсе — следствие многократного высыхания, пополнения и затопления — приводит к образованию трещин в дне озера, внутри которых возникает высокая концентрация солей, заставляющая кристаллизоваться минералы, оставшиеся после испарения озера, и цементировать осадок. В конечном итоге этот процесс сохранился в виде полигональных (шестиугольных или пятиугольных) узоров, наблюдаемых с помощью ровера. В результате высыхания остаточная вода, вероятно, имела высокую концентрацию растворенных солей и, возможно, органических молекул, которые могут служить строительными блоками для жизни.

Гипотеза заключается в том, что по мере того, как эти элементы и органические молекулы сжимаются все ближе и ближе друг к другу с увеличением солености, они могут начать полимеризоваться и образовывать более длинные цепи, создавая условия для спонтанной химии, которая может положить начало сложной химической эволюции, способной привести к появлению живых организмов, — говорит Шибер.

Именно этот мысленный образ привел нас в восторг, когда мы заметили эти сотообразные или многоугольные гребни на поверхности пластов аргиллита. Здесь было доказательство смачивания и высыхания, что могло привести к интересным химическим процессам в трещинах.

Зная из предыдущих исследований, что вероятными остатками высыхания озера должны быть минералы сульфатов кальция и магния, команда использовала прибор «Chemcam» на марсоходе Curiosity для исследования сцементированных гребней с целью подтверждения их химического состава.

Осадочные особенности аргиллитов, которые изучали Шибер и его соавторы, можно интерпретировать как результат многократных циклов смачивания и высыхания, в результате которых минеральные осадки — минералы, остающиеся после испарения воды, — с течением времени наслаивались друг на друга. Если в остаточных рассолах присутствовали органические молекулы, то такая обстановка могла благоприятствовать эволюции более сложных органических молекул и добиотической химии, сообщают авторы исследования.