Самые старые окаменелости Земли дают нам подсказки о жизни на Марсе

Когда исследователи в Гренландии объявили об открытии самых старых окаменелостей жизни, когда-либо найденных, научное сообщество было явно заинтриговано. Горные породы в 3,7 миллиарда лет из Гренландии представляют собой строматолиты, содержащие окаменелые остатки сложных микробов, обычно встречающихся на мелководье. Они изображают формы жизни, гораздо более эволюционно развитые, чем то, что ученые считали возможным в тот момент истории Земли.

Но последствия открытий вышли далеко за пределы границ Земли - они повлияли на само будущее астробиологии или на поиск вымершей или существующей внеземной жизни.

Чтобы понять почему, помните, что Земля была сформирована 4,6 миллиарда лет назад, но она не была аккуратно обернута с луком на вершине. Вместо этого наша планета была такой же, как и любой другой младенец: изменчивой, жестокой и непредсказуемой. Большая часть поверхности была все еще расплавленной лавой, которая остывала, и она была избита гигантскими астероидами и космическим мусором, все еще циркулирующим вокруг солнечной системы.

С 4,1 до 3,8 миллиардов лет назад этот удар стал особенно опасным в период, который ученые называют «поздней тяжелой бомбардировкой» (LHB). Ранее считалось, что скорость, с которой Земля сталкивается со столкновением, была достаточной, чтобы уничтожить любые существующие формы жизни и, в основном, превратить Землю в стерильную.

Так что же говорит нам о поисках инопланетян ископаемое сложной микробной жизни, которое было 3,7 миллиарда лет назад? На самом деле три возможности.

В первом и наиболее скучном случае окаменелости могли быть просто доказательством того, что ЛХБ был на самом деле менее враждебным и жестоким, чем мы первоначально представляли. Ранняя жизнь на самом деле была в более спокойной обстановке, чем мы предполагали. Это откровение было бы увлекательно для исследователей, изучающих историю самой Земли, но оно менее актуально для астробиологии в отношении инопланетян.

Открытие также может означать, что первые организмы Земли были способны противостоять жестоким условиям окружающей среды, считает Пенелопа Бостон, директор Института астробиологии НАСА. Собственная работа Бостона сосредоточена вокруг исследования жизни в очень необычных средах на Земле - местах с экстремальными значениями температуры, давления, концентрации соли, уровня pH, концентрации тяжелых металлов и воздействия солнечного света, и это лишь некоторые из них. «Жизнь на этой планете продолжает удивлять нас тем, что она может сделать, поэтому я считаю, что это законное предложение», - говорит Бостон.

Самые большие последствия окаменелостей Гренландии имеют отношение к самой солнечной системе. В конце концов, на Земле существует множество организмов, которые эволюционировали, чтобы выжить и даже процветать в адских условиях, не слишком отличающихся от Марса, или «океанических миров», таких как луна Юпитера Европа или луна Энцелада Сатурна. Больше не безумие думать, что инопланетяне могут быть вооружены против давления подземного гейзера или противостоять ультрафиолетовым лучам, которые могут поджарить наши лица.

Новые окаменелости могут быть особенно обнадеживающими для исследований в области астробиологии на Марсе. Бостон говорит, что строматолиты являются довольно хорошим аналогом для попыток охоты на ранние формы жизни на Марсе. Мы знаем, что когда-то Марс был более теплой планетой, изобилующей озерами и другими обширными водоемами. Всего несколько недель назад исследователи Марса обнаружили обширную сеть древних русел рек, насчитывающую 4 миллиарда лет.

«Сегодня мы не видим плодовитую жизнь на поверхности, но, возможно, это было в прошлом», - говорит Джон Раммел, бывший старший научный сотрудник по астробиологии в НАСА и нынешний профессор биологии в Университете Восточной Каролины. обратный, Раммель указывает на южное высокогорье Марса как на «интересную перспективу» для астробиологических исследований, которые могут обладать признаками биологической активности.

С другой стороны, открытие окаменелостей может означать, что первые организмы, возможно, не столь устойчивы, как мы думали, но они просто эволюционировали необычайно быстро всего через пару сотен миллионов лет после LHB, переворачивая сценарий о том, что обитаемость окна для планет во вселенной короткие и узкие.

Считается, что эволюция жизни ускорила и сформировала превращение Земли в более пригодный для жизни мир, подобный петле положительной обратной связи: поскольку организмы стали более сложными, они разработали биологические механизмы, которые потребляют углекислый газ и генерируют свободный кислород - что помогло порождают аэробные формы жизни, которые вскоре стали неотъемлемо важными для естественных процессов, таких как водный цикл или азотный цикл. Эти процессы фундаментально связаны с жизнью, и наоборот.

Тем не менее, некоторые круги астробиологии недавно выдвинули идею о том, что если планета собирается создать и поддерживать стабильную версию обитаемости, такую ​​как Земля, ей нужно, чтобы эти сложные жизненные формы развивались быстро… что означает, что окно обитаемости короткое, и Наверное, поэтому мы еще не нашли инопланетян.

Но новые окаменелости могут быть признаком того, что окна обитаемости на самом деле не так узко, потому что организмы способны развиваться быстрее, чем мы себе представляли. Фактически, результаты чрезвычайно обнадеживающие для исследования экзопланет, вращающихся вокруг звезд, которые, как мы изначально предполагали, были слишком молоды, чтобы принимать жизнь, или более крупные звезды, которые сгорают гораздо быстрее, чем более мелкие.

Пока что остается слишком много вопросов без ответа об ископаемых, которые мешают нам делать какие-либо выводы. Адитья Чопра, исследователь астробиологии из Австралийского национального университета в Канберре, недавно написала исследование, которое поддерживает идею маленьких окон обитаемости. «Мы пока не знаем, были ли эти микробные сообщества 3,7 миллиарда лет сложными и достаточно распространенными, чтобы модулировать изобилие теплиц в планетарном масштабе, чтобы противостоять абиотическим циклам обратной связи, приводящим к нагреву ВПП, как на Венере, или охлаждению, как на Марсе.," он говорит обратный.

Бостон отвергает идею узких окон обитаемости для жизни, но не верит, что какой-либо сценарий более правдоподобен, чем другой. «Я думаю, что это очень ориентированная на Землю модель», - говорит она. «Когда я смотрю на ошеломляющее количество звезд в нашей галактике, количество планет, которые мы обнаружили и продолжаем открывать, у нас просто цифры на нашей стороне. Вполне возможно, что в любой данной солнечной системе есть только одна или две планеты, которые могут быть несущими жизнь. Но когда вы смотрите на вселенную в целом, я думаю, что это, вероятно, очень распространенное явление ».

Бостон подчеркивает, что обитаемость и поиск организмов прошлого или настоящего в других мирах должны рассматриваться в каждом конкретном случае. Но никогда не было лучшего времени для астробиолога: Чопра считает, что окаменелости Гренландии являются еще одним доказательством того, насколько важны междисциплинарные исследования для поиска и понимания внеземной жизни. Бостон соглашается: это так великолепно, что мы живем в эпоху, когда потрясающая наука создается с такой удивительной скоростью.

«Это просто ошеломляет. Все это просто вечная радость ».