სიცოცხლე მარსზე

ევრო-ამერიკული მისია ExoMars Trace Gas Orbiter ეცდება გაზების მიხედვით აღმოაჩინოს სიცოცხლის კვალი მარსზე. ეს ინსტრუმენტი იქნება მარსის ატმოსფეროს სტრუქტურული ცვლილებების შესახებ ინფორმაციის მთავარი მომწოდებელი.

 ევროპის კოსმოსურმა სააგენტომ და ნასამ ExoMars Trace Gas Orbiter-თვის ხუთი ინსტრუმენტი ამოირჩია. ევროპელები წარმოადგენენ ერთ ინსტრუმენტს და კოსმოსურ ხომალდს. ნასა ოთხ ინსტრუმენტს, მათ შორის ExoMars Climate Sounder-ს, რომელიც ნასას რეაქტიული მოძრაობის ლაბორატორიაში იქნა შექმნილი, პასადენა, კალიფორნია.

 სხვა ორი არჩეული ინსტრუმენტები სპექტროგრაფებს წარმოადგენს, მეთანის უმცირესი კონცენტრაციებისა და სხვა მთავარი გაზების აღმოსაჩენად მარსის ატმოსფეროში.

 ExoMars Climate Sounder არის ინფრაწითელი რადიომეტრი, ის იმუშავებს დღე და ღამე, თანამგზავრის ბორტზე, რომელიც მარსის ზედაპირიდან 400 კილომეტრის სიმაღლეზე იფრენს. აპარატს შეეძლება ბრუნვა, ტემპერატურის გაზომვა, წყლის ორთქლის, მტვრის და ყინულის კონცენტრაციის შემოწმება ზედაპირიდან თანამგზავრამდე.

 მარსის ატმოსფეროში მეთანის ცვლადი, მცირე კონცენტრაციები შემჩნეულ იქნა როგორც ორბიტული აპარატებით, ასევე დაკვირვებებით მიწიდან. მისიის მთავარი მიზანი იქნება მეთანისა და სხვა გაზის შენაერთების წყაროს აღმოჩენა, რომლებიც შეიძლება ბიოლოგიურ აქტივობაზე მიუთითებდეს.

პირველი (სურათზე) და მეორე ”ვიკინგი”, მათ სტარტი 1975 წელს აიღეს, მარსზე კი 1980-82 წლებამდე იმუშავეს, ანალიზისათვის არც თუ ისე ცოტა წითელი ქვიშის ნიმუში ამოთხარეს (ფოტო NASA).

 “ვიკინგების მიერ ჩატარებულ ექსპერიმენტებს, 30 წლის წინათ, შეგვიძლია უფრო იმედის მომცემი ინტერპრეტირება გავუკეთოთ”- ასე თვლის რაფაელ ნავარო-გონსალესი ნაციონალური ავტონომიური უნივერსიტეტიდან მექსიკაში (UNAM), ატაკამადან აღებულ გრუნტზე გაკეთებული ცდების საფუძველზე.

 მეცნიერი თვლის, რომ ვიკინგებს თავის დროზე შეიძლება ვერ შეემჩნია სიცოცხლის კვალი, მათი ლაბორატორიების განსაკუთრებულობის გამო. საქმე მომწამლავ პერქლორატებშია, რომელთა აღმოჩენამ წითელ პლანეტაზე, 2008 წელს, დიდი ხმაური გამოიწვია. შესაძლებელია, ამ ნივთიერების არსებობამ  აპარატები შეცდომაში შეიყვანა.

მარსისა და უდაბნო ატაკამას (ჩილე) მსგავსებაზე მეცნიერები დიდი ხანია ლაპარაკობენ. ტყუილად არ ტარდებოდა აქ ექსპერიმენტი ექსტრემოფილ ბაქტერიებზე და ერთი შეხედვით უსიცოცხლო პეიზაჟზე.

 რაფაელმა და მისმა კოლეგებმა ეიმსის ცენტრიდან (Ames Research Center), ატაკამას ქვიშისა და პერქლორატების ნაზავი გააკეთეს და გააცხელეს ისე, როგორც ამას აკეთებდნენ ვიკინგები, მარსზე ანალიზების ჩატარების დროს. ნიადაგმა გამოუშვა ნახშირბადის დიოქსიდი, მცირე რაოდენობით ქლორმეთანი და დიქლორმეთანი.

 რეაქციასთან ერთად განადგურდა ყველანაირი ორგანული შენაერთების კვალი. აღსანიშნავია, რომ ეს მოხდა სწორედ ძლიერი გაცხელების მერე – მანამდე პერქლორატებმა თავი არაფრით გამოამჟღავნეს. ვიკინგებმა ვერ ნახეს ორგანული ნაერთების კვალი, რაც ძალიან უცნაური იყო, რადგან მათ მეტეორიტებშიც კი ხშირად პოულობენ. 30 წლის წინ აღმოჩენილი ქლორორგანული ნაერთები კი მეცნიერებმა ვიკინგების სტერილიზაციის დროს გამოყენებულ ნივთიერების კვლად მიიჩნიეს.

 მექსიკელის დასკვნაში ყველაფერი თავის ადგილზე დგება: ქლორის შენაერთები იყო მარსული, ორგანული ნაერთების კვალი კი ვერ ნახეს, რადგან ისინი პერქლორატებთან ერთად ძლიერი გაცხელებისას დაიშალნენ  .

 მართალია ამ ჰიპოთეზას არ შეუძლია პასუხი გასცეს მთავარ კითხვას ”არის თუ არა სიცოცხლე მარსზე?”, ის ნათლად გვაჩვენებს, რომ აქმდე მიღებული ნეგატიური ნიშანი შეიძლება სინამდვილეში პოზიტიური იყოს. საბოლოო პასუხი მარსზე ახალი ზონდების გადასხმით უნდა დადგინდეს.

ის, რომ მარსზე ოდესღაც წყალი იყო, მეცნიერები მრავალი წელია ამბობენ. ახლა უნდა დაზუსტდეს – როდის დამთავრდა ეს ეპოქა და რა რაოდენობით იყო წყალი(ილუსტრაცია NASA/JPL).

 რამოდენიმე მილიონი წლის წინ მარსულ ქანებთან იმდენი წყალი ურთიერთქმედებდა, რომ ამ პროცესმა დიდი გავლენა მოახდინა ატმოსფეროს შემადგენლობაზე. აღმოჩენა გააკეთეს მეცნიერებმა არიზონადან(UA) და ტეხასიდან(UT Dallas), ასევე ჯონსონის კოსმოსური ცენტრიდან(Johnson Space Center).

 მინიშნება მოვიდა ნახშირმჟავა გაზისგან – მარსის ატმოსფეროს მთავარი კომპონენტისაგან. შეისწავლეს რა მისი იზოტოპური შემადგენელი (თანაფარდობა ნახშირბად-12 სა და ნახშირბად 13-ს შორის, ასევე პროპორცია ჟანგბადი-16სა და ჟანგბადი-18-ს შორის), მეცნიერებმა აღმოაჩინეს მსგავსება დედამიწის ატმოსფეროსთან, რაც არ ეთანხმება წარმოდგენებს „მკვდარ“ პლანეტაზე. მიღებული მონაცემები შედარებულ იქნა აგრეთვე კარბონატული მონერალების იზოტოპურ შემადგენლობასთან მარსულ მეტეორიტებში.

 პირველი დასკვნა აქედან: მარსული ვულკანები ანახლებდნენ ნახშირმჟავა გაზს ატმოსფეროში შედარებით დიდი ხნის წინათ. წინააღმდეგ შემთხვევაში ნახშირბადის მსუბუქი იზოტოპი( CO2 ) მოასწრებდა ამ ხნის განმავლობაში კოსმოსში გადასვლას, ამის შედეგად დარჩებოდა დიდი რაოდენობით ნახშირბადის მძიმე იზოტოპი, რაც ამჟამად არ ფიქსირდება.

(1 ფენიქსი მარსზე დაშვების დროს). მონაცემები იზოტოპებზე მოვიდა მოწყობილობა TEGA-დან, რომელიც მარსზე დაშვებულ აპარატ ფენიქსზეა დამონტაჟებული Phoenix Mars Lander). ზონდმა მუშაობა დიდი ხანია შეწყვიტა, თუმცა შეგროვებული მონაცემების ანალიზისათვის წლებია საჭირო(ფოტო NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University).

 მნიშვნელოვანია ის, რომ არ არის დიდი ხანი, რაც ნახშირმჟავა გაზი მარსის ზედაპირულ მინერალებთან ურთიერთქმედებდა წყლის თანხლებით. ამაზე მეტყველებენ ზემოთ ხსენებული იზოტოპები.

მარსზე მუშაობის დროს, “ფენიქსმა” რამდენიმე ასეთი ორმო ამოთხარა, რომლებშიც აღმოჩნდა გაყინული წყალი. მის ანგარიშზეა პერქლორატებისა და წვიმის კვლების აღმოჩენაც.

თუ მარსზე არის სიცოცხლე, მაშინ სავსებით შესაძლებელია, რომ ჩვენ მას პირველად სუნით აღმოვაჩენთ. ქიმიური ნივთიერებები, რომლებიც არიან პირისა და მეტეორიზმის შედეგად გამოყოფილ გაზებში ადამიანის შემთხვევაში, შეუძლიათ მიგვიყვანონ უცხო მიკრობებამდე მარსზე.

 გოგირდშემცველი მერკაპტონული მოლეკულები მნიშვნელოვანი რაოდენობით არიან მიწიერ მიკრობებში, მათ შორის, ადამინთან სიმბიოზურად დაკავშირებულებშიც. ნასას შემდეგ მარსმავალს აქვს მაღალი მგრძნობელობა ქიმიური ნივთიერებების სუნის მიმართ, ამ ნივთიერებებს შეუძლიათ გვაპოვნინონ მარსელი მიკრობები.

 ინსტრუმენტი, რომელსაც შეუძლია სუნის დაფიქსირება, წარმოადგენს გადაწყობად ლაზერულ სპექტრომეტრს, მოწყობილობა დაყენებული იქნება მარსმავალ Curiosity-ზე, ის 2012 წლისთვის დაჯდება მარსზე. TLS შეიქმნა იმისათვის, რომ ანალიზი ჩაუტაროს მარსულ მეთანში არსებულ ნახშირბადულ იზოტოპებს იმ ნიშნების მოსაძებნად, რომლებიც დაადასტურებენ არის თუ არა ეს მეთანი ბიოლოგიური წარმოშობის. იზოტოპურმა ანალიზებმა შეიძლება მიგვიყვანონ არა ერთგვაროვან რეზულტატამდე, ამიტომ არის მნიშვნელოვანი მეთილმერკაპტანის აღმოჩენა. TLS-ს უნდა შეეძლოს აღმოაჩინოს ეს გაზი კონცენტრაციით ასი მილიარდზე.

 მკვლევარები გეგმავენ აგრეთვე TLS-ის მგრძნობელობის შემოწმებას სხვა გაზების მიმართაც, როგორიცაა ეთანი. ამით შესაძლებელი იქნება სხვა ბიომარკერების და საბოლოოდ სიცოცხლის აღმოჩენა მარსზე.

SAM-ი ავტომატური მობილური ლაბორატორიაა, რომელიც 2012 წელს წითელი პლანეტისკენ გაემგზავრება. მარსმავალ Curiosity-ზე სხვა ინსტრუმენტებთან ერთად SAM-ი შეაფასებს შეუძლია თუ არა მარსულ გარემოს მიკრობებისთვის სასიცოცხლო პირობების შექმნა. ამჟამად SAM-ი გასაფრენ კონფიგურაციაშია, ანუ მისი ინსტრუმენტები მზად არიან დაიწყონ ოპერაცია მარსზე. ინსტრუმენტების კომპლექტზე(მასსპექტრომეტრი,გაზური ქრომატოგრაფი და გადაწყობადი ლაზერული სპექტრომეტრი) მიმდინარეობს დამამთავრებელი ტესტები გარემო პირობების ზემოქმედებისადმი გამძლეობის შესამოწმებლად, ესენია გრავიტაციული გადატვირთვა სტარტის მომენტში, ღია კოსმოსში ფრენა და პირობები მარსზე. მარსზე მოხვედრის შემდეგ, SAM-ი სიცოცხლისათვის შესაძლებელი პირობების კვლევას მოლეკულური და ელემენტარული ქიმიის კვლევით შეეცდება. ის ანალიზს გაუკეთებს მარსულ ქანებს და ნიადაგს, მასში ნახშირბადის ქიმიის აღმოსაჩენად, ნახშირბადის, რომელმაც შეიძლება ორგანულ ნაერთებამდე მიგვიყვანოს. ლაბორატორია აგრეთვე მსუბუქი ელემენტების ქიმიურ მდგომარეობას გაარკვევს და მოძებნის პლანეტარული ცვლილებების მაჩვენებელ იზოტოპურ ინდიკატორებს.

ორბიტიდან გადაღებულმა სურათებმა გამოავლინეს ათეულობით მინერალებით მდიდარი წერტილი ვულკანის მიდამოებში, მინერალებით, რომლებიც წყლის თანხლებით წარმოიქმნება(ფოტო Nature Geoscience).

 ეკვატორულ რეგიონში, ნილი პატერის კალდერაზე(ვულკანის აფეთქების დროს გაჩენილი დიდი ორმო) იყო ერთ-ერთი უკანასკნელი ადგილი, სადაც შეიძლებოდა შემორჩენილიყო სიცოცხლე, მარსზე კლიმატის გლობალური ცვლილებების მერე. ორბიტალურ თანამგზავრ Mars Reconnaissance Oorbiter-დან ჩატარებულმა გადაღებებმა გამოავლინეს ჰიდრატირებული სილიციუმის ნაერთები, ნაწილობრივ დაშლილი ვულკანის ფერდობებზე და მის მიმდებარე ვაკეებზე. ფენები წყალთან ურთიერთქმედებით წარმოიქმნა. თუ მარსზე სიცოცხლე ოდესმე არსებობდა, მაშინ ეს მონაკვეთი კიდევ დიდხანს იქნებოდა თავშესაფარი გადარჩენილი სიცოცხლისათვის, მაშინ, როცა პლანეტის დანარჩენი ზედაპირი ცივ უდაბნოდ გადაიქცა. ხსენებულ სილიციუმის ნაერთებს ადრეც პოულობდნენ, თან არა მარტო ორბიტიდან, არამედ მარსმავლებითაც. თუმცა ახლა მეცნიერებს აქვთ მშვენიერი კონტექსტი: ვულკანის ფერდობები, ამაღლებული 100 მეტრიან სიმაღეზე უფრო ძველ ნილ პატერის ქვაბულში(50 კილომეტრიანი გარშემოწერილობით).

პატარა ვულკანი, კვლევის ავტორთა თქმით, იყო გიგანტური ვულკანური სისტემის ბოლო ამონასუნთქი. ამ დროისთვის მარსული წყლის დიდი ნაწილი ან აორთქლდა ან ყინულად იქცა, ხსენებული ვულკანის კალდერაში კი არსებობდნენ ცხელი წყლის წყაროები და ვულკანური გაზების ამოსასვლელი ბზარები, რომლებსაც შეეძლოთ შეენარჩუნებინათ სიცოცხლე მიკრობების დონეზე. ეს წარმონაქმნები ძალიან ჰგვანან დედამიწისეულს, ჰავაიზე და ისლანდიაში. ნილი პატეირი შეიძლება მარსელი მიკრობების თავისებური “კოლექტიური სასაფლაო” იყოს.

 იმის მტკიცებულება, რომ მარსის ატმოსფერო შეიცავს მეთანს, რომელსაც თავის მხრივ ცოცხალი არსებები გამოყოფენ, შეიძლება ნაადრევი აღმოჩნდეს.

 აშკარა მტკიცებულება იმისა, რომ მარსის ატმოსფეროში არის მეთანი, მიღებულ იქნა 2009 წელს ჯგუფის მიერ, რომელსაც ხელმძღვანელობდა მაიკლ მამმა( NASA Goddard Space Flight Center’s). ისინი იყენებდნენ მიწაზე არსებულ ტელესკოპებს(არა ორბიტალურებს), რათა დაენახათ შუქი, რომელსაც მარსი ასხივებს და აეხსნათ მარსული მეთანის სპექტრული ჩავარდნები.

 რამდენიმე წლის მანძილზე დაგროვებულმა მონაცემებმა აჩვენა, რომ მეთანი მარსის ატმოსფეროში ძალიან ცოტა ხნით არსებობს. თუმცა მკვლევართა უმრავლესობა თვლის, რომ ეს დაკავშირებულია ჯერ კიდევ უცნობ მარსულ პროცესთან, კევინ ზეიჰლის ჯგუფმა( NASA Ames Research Center) მოძებნა ალტერნატიული ახსნა: ჩავარდნები სპექტრში არ უკავშირდება უცხო წარმოშობის მეთანს.

მამმას ჯგუფი ეყრდნობოდა მონაცემებს, რომლებიც მიღებული იყო მაშინ, როცა მარსი დედამიწისკენ მოძრაობდა ან პირიქით, რათა აღმოეჩინა ჩავარდნები მის სპექტრში, რომელიც შეიძლება გამოწვეული იყოს მეთანისგან. ზეიჰელის ჯგუფი თვლის, რომ ეს ჩავარდნა გამოწვეულია დედამიწისეული მეათანისგან, რომელიც ნახშირბად-13 შეიცავს, და არა უფრო გავრცელებულ იზოტოპს ნახშირბად-12-ს.

 მამმა აცხადებს, რომ ის და მისი ჯგუფი ძალიან ფრთხილობდა ამ სიგნალების კვლევის დროს, რათა დარწმუნებულიყვნენ, რომ ისინი ნამდვილად მარსულ მეთანს აკვირდებოდნენ. ჯგუფმა აღმოაჩინა მეთანის წერტილოვანი გროვები და არა მისი გავრცელება მთელს ატმოსფეროში, რაც ალბათ იმაზე მეტყველებს, რომ ეს მეთანი არ არის ატმოსფერული გაზების შემადგენელი ნაწილი.

 ყველაფერი უახლოეს მომავალში გაირკვევა, როცა 2011 წელს ნასა მარსისკენ მარსმავალ Mars Science Laboratory (MSL)-ს გაუშვებს. ასევე ორბიტალურ თანამგზავრს  სახელად Trace Gas Orbiter(NASA-ESA )-ს, რომელის სტარტი 2016 წლისთვისაა დანიშნული.

 ივნისში, მამმი და მისი კოლეგები დაამთავრებენ მარსულ მეთანზე ნადირობის 10 თვიან კომპანიას. ისინი იყენებენ ჩილესა და ჰავაიზე არსებულ სამ დიდ ტელესკოპს. ახალი რეზულტატები რამდენიმე თვეში იქნება მიღებული, რომლებიც დაეხმარება ნასას იმ პოტენციალურად საინტერესო ადგილების მოძებნაში, სადაც დაეშვება მარსმავალი MSL. მარსმავალის გაშვება 2011 წლის ნოემბრში მოხდა.