Аналоговые среды обитания Марса на Земле — это среды, которые разделяют потенциально соответствующие астробиологические условия с Марсом. Они включают в себя места, которые являются аналогами потенциальных подповерхностных местообитаний и глубоких подповерхностных местообитаний. [1]
Несколько мест на Земле, такие как гипераридное ядро высокой пустыни Атакама и сухие долины Мак-Мердо в Антарктиде, приближаются к сухости современных условий поверхности Марса. В некоторых частях Антарктиды единственная доступная вода находится в пленках рассола на границах солей и льда. Там есть жизнь, но она редка, в небольшом количестве и часто скрыта под поверхностью горных пород (эндолитов), что затрудняет ее обнаружение. Действительно, эти места используются для проверки чувствительности будущих инструментов обнаружения жизни на Марсе, способствуя изучению астробиологии , например, как место для проверки микробов на их способность выживать на Марсе и как способ изучения того, как земная жизнь справляется в условиях, напоминающих условия на Марсе.
Другие аналоги дублируют некоторые условия, которые могут встречаться в определенных местах на Марсе. К ним относятся ледяные пещеры, ледяные фумаролы горы Эребус , горячие источники или богатые серой месторождения минералов региона Рио-Тинто в Испании. Другие аналоги включают регионы глубокой вечной мерзлоты и высокогорные альпийские регионы с растениями и микробами, адаптированными к засушливости, холоду и ультрафиолетовому излучению, с похожими условиями на Марсе. [1] [2]
Точность аналогов
Условия поверхности Марса не воспроизводятся нигде на Земле, поэтому аналоги поверхности Земли для Марса обязательно являются частичными аналогами. Лабораторные симуляции показывают, что всякий раз, когда объединяются несколько летальных факторов, показатели выживаемости быстро падают. [3] Пока не опубликовано ни одного полного моделирования Марса, которое включало бы все биоцидные факторы вместе. [3]
Ионизирующее излучение . Марсоход Curiosity измерил уровни на Марсе, аналогичные уровням внутри Международной космической станции (МКС), которые намного выше уровней на поверхности Земли. [4] [5]
Атмосфера . Марсианская атмосфера близка к вакууму, в то время как земная — нет. Благодаря устойчивости к высыханию некоторые формы жизни могут выдерживать вакуум космоса в состоянии покоя. [5] [6] [7] [8] [9]
Уровень УФ . Уровень УФ на Марсе намного выше, чем на Земле. Эксперименты показывают, что тонкого слоя пыли достаточно для защиты микроорганизмов от УФ-излучения. [6]
Окисляющая поверхность . Марс имеет поверхностный слой, который является сильно окисляющим (токсичным), поскольку он содержит соли, такие как перхлораты , хлораты, хлориты и сульфаты, широко распространенные в почве и пыли, [10] [11] и перекись водорода по всей атмосфере. [12] На Земле есть некоторые области, которые являются сильно окисляющими, такие как содовые озера , и хотя они не являются прямыми аналогами, у них есть условия, которые могут быть воспроизведены в тонких пленках рассолов на Марсе.
Температура . Нигде на Земле не воспроизводятся столь резкие перепады температур, которые происходят на Марсе в течение одного дня.
Сухой лед . Поверхность Марса во многих областях состоит из сухого льда (CO2 ice ). Даже в экваториальных регионах сухой лед, смешанный с водой, образует заморозки в течение примерно 100 дней в году. На Земле, хотя температуры на Земле на короткое время становятся достаточно холодными для образования сухого льда в недрах Антарктиды на больших высотах, парциальное давление углекислого газа в атмосфере Земли слишком низкое для образования сухого льда, поскольку температура осадконакопления сухого льда на Земле при давлении в 1 бар составляет -140 °C (-220 °F) [13] , а самая низкая температура, зарегистрированная в Антарктиде, составляет -94,7 °C (-138,5 °F), зафиксированная в 2010 году спутником. [14]
Эти частичные аналоги полезны, например, для: [2]
Тестирование оборудования для обнаружения жизни, которое однажды может быть отправлено на Марс
Изучение условий сохранения прошлой жизни на Марсе ( биосигнатуры )
Изучение адаптации к условиям, аналогичным тем, которые могут возникнуть на Марсе
В качестве источника микробов можно использовать лишайники и т. д., которые можно изучать, поскольку они могут проявлять устойчивость к некоторым условиям, присутствующим на Марсе.
Пустыня Атакама
Плато пустыни Атакама находится на высоте 3000 метров и находится между Тихим океаном и горами Анды. Его марсианские особенности включают
Гиперзасушливые условия
Холодно по сравнению с большинством засушливых пустынь из-за высоты
Высокий уровень ультрафиолетового излучения (поскольку относительно безоблачно, а также большая высота означает меньше воздуха для фильтрации ультрафиолета, а озоновый слой несколько тоньше над местами в южном полушарии, чем над соответствующими местами в северном полушарии [15] [16] )
Соляные бассейны, в состав которых также входят перхлораты, что делает их наиболее близкими аналогами марсианских солей на Земле. [1]
Район Юнгай
Пустыня Атакама
Пустыня Атакама (Южная Америка)
Район Юнгай в центре пустыни Атакама считался самым сухим районом на Земле более десятилетия, пока в 2015 году не было обнаружено, что Мария Елена Южная еще суше. [17] [18] Он может обходиться без осадков столетиями, а некоторые его части были гиперзасушливыми в течение 150 миллионов лет. В более старых регионах этой области есть соли, которые являются одними из самых близких аналогов солей на Марсе, поскольку в этих регионах есть отложения нитратов, которые содержат не только обычные хлориды, но также сульфаты, хлораты , хроматы, иодаты и перхлораты. [19] Инфракрасные спектры похожи на спектры ярких почвенных регионов Марса. [1]
Район Юнгай использовался для тестирования инструментов, предназначенных для будущих миссий по обнаружению жизни на Марсе, таких как приборы Sample Analysis at Mars для Curiosity , Mars Organic Analyzer для ExoMars и Solid3 для Icebreaker Life , который в 2011 году в ходе проверки своих возможностей смог найти новый «микробный оазис» для жизни на глубине двух метров под поверхностью пустыни Атакама. [19] [20] [21] Это текущий испытательный полигон для проекта Atacama Rover Astrobiology Drilling Studies (ARADS) по улучшению технологий и стратегий обнаружения жизни на Марсе. [22] [23]
Эксперименты, проведенные на Марсе, также были успешно повторены в этом регионе. В 2003 году группа под руководством Криса Маккея повторила эксперименты Viking Lander в этом регионе и получила те же результаты, что и у Viking Lander на Марсе: разложение органики небиологическими процессами. Образцы содержали следовые количества органических веществ, ДНК не была восстановлена, и были обнаружены крайне низкие уровни культивируемых бактерий. [24] Это привело к повышенному интересу к этому месту как к аналогу Марса. [25]
Хотя в этой области едва ли существует какая-либо жизнь, включая растительную или животную, [1] в районе Юнгая есть некоторая микробная жизнь, включая цианобактерии, как в соляных столбах, в виде зеленого слоя под поверхностью скал, так и под полупрозрачными скалами, такими как кварц. [25] [26] [27] Цианобактерии в соляных столбах обладают способностью использовать влагу в воздухе при низкой относительной влажности. Они начинают фотосинтезировать, когда относительная влажность поднимается выше относительной влажности распада соли, составляющей 75%, предположительно, используя распадаемость солей. [26] Исследователи также обнаружили, что цианобактерии в этих соляных столбах могут фотосинтезировать, когда внешняя относительная влажность значительно ниже этого уровня, используя микропоры в соляных столбах, которые повышают внутреннюю относительную влажность выше внешних уровней. [28] [29]
Мария Елена Юг
Это место даже суше, чем район Юнгай. Оно было обнаружено в ходе систематического поиска более сухих регионов, чем Юнгай в пустыне Атакама, с использованием регистраторов данных относительной влажности, установленных с 2008 по 2012 год, с результатами, опубликованными в 2015 году. [17] Относительная влажность такая же, как и самая низкая относительная влажность, измеренная марсоходом Curiosity . [18]
В статье 2015 года сообщалось [17] о средней относительной влажности воздуха 17,3%, а относительная влажность почвы постоянна и составляет 14% на глубине 1 метр, что соответствует самой низкой влажности, измеренной марсоходом Curiosity на Марсе. Максимальная относительная влажность воздуха в этом регионе составляет 54,7% по сравнению с 86,8% в регионе Юнгай.
В этом регионе также были обнаружены следующие живые организмы:
Не наблюдалось уменьшения числа видов по мере увеличения глубины почвы до одного метра, хотя разные микробы населяли разные глубины почвы. Не наблюдалось колонизации гипса, что свидетельствует об исключительной сухости участка.
В этом регионе не было обнаружено архей с использованием тех же методов, которые обнаружили археи в других регионах пустыни Атакама. Исследователи заявили, что если это подтвердится в исследованиях подобных сухих мест, это может означать, что «для этой области жизни на Земле может быть сухой предел». [17]
Сухие долины Мак-Мердо в Антарктиде
Сухие долины Мак-Мердо
Сухие долины Мак-Мердо (Антарктида)
Эти долины лежат на краю Антарктического плато. Они очищены ото льда и снега быстрыми катабатическими ветрами , которые дуют с плато вниз по долинам. В результате они являются одними из самых холодных и сухих мест в мире.
Центральный регион Бикон-Вэлли считается одним из лучших земных аналогов для современных условий на Марсе. По краям и иногда в центральном регионе есть снежные заносы и ограниченное таяние, но в основном влага находится только в виде тонких пленок рассола вокруг вечномерзлых структур . Здесь слегка щелочная, богатая солью почва. [30] [31]
Дон Жуан Понд
Дон Жуан Понд — небольшой пруд в Антарктиде, размером 100 на 300 метров и глубиной 10 см, представляющий большой интерес для изучения пределов обитаемости в целом. Исследования с использованием покадровой камеры показывают, что он частично питается расслаивающимися солями. Соли поглощают воду только путем расслаивания в периоды высокой влажности, а затем стекают по склону в виде соленых рассолов . Затем они смешиваются с талым снегом, который питает озеро. Первая часть этого процесса может быть связана с процессами, которые формируют повторяющиеся линии склона (RSL) на Марсе. [32] [33]
Кровавый водопад просачивается с конца ледника Тейлор в озеро Бонни. Палатка слева дает представление о масштабе
Этот необычный поток талой воды из-под ледника дает ученым доступ к среде, которую они могли бы исследовать только путем бурения (что также может привести к ее загрязнению). Источник талой воды — подледниковый бассейн неизвестного размера, который иногда переполняется. Биогеохимический анализ показывает, что изначально вода была морской. Одна из гипотез заключается в том, что источником могут быть остатки древнего фьорда, который занимал долину Тейлора в третичном периоде . Двухвалентное железо, растворенное в воде, окисляется по мере того, как вода достигает поверхности, окрашивая воду в красный цвет. [34]
Его автотрофные бактерии метаболизируют сульфат и ионы железа . [35] [36] По словам геомикробиолога Джилл Микуки из Университета Теннесси , образцы воды из Кровавого водопада содержали по меньшей мере 17 различных типов микробов и почти не содержали кислорода. [35] Объяснением может быть то, что микробы используют сульфат в качестве катализатора для дыхания ионами железа и метаболизации следовых количеств органических веществ, захваченных ими. Такой метаболический процесс никогда ранее не наблюдался в природе. [35] Этот процесс имеет астробиологическое значение как аналог для сред под ледниками на Марсе , если там есть какая-либо жидкая вода, например, посредством гидротермального плавления (хотя ничего подобного пока не обнаружено). [37] [38] Этот процесс также является аналогом криовулканизма на ледяных лунах, таких как Энцелад .
Подледниковые среды Антарктиды нуждаются в таких же протоколах защиты, как и межпланетные миссии.
"7. Протоколы разведки должны также предполагать, что подледниковая водная среда содержит живые организмы, и должны быть приняты меры предосторожности для предотвращения любого постоянного изменения биологии (включая внедрение чужеродных видов) или свойств среды обитания этой среды.
28. Буровые растворы и оборудование, которые попадут в подледниковую водную среду, должны быть очищены, насколько это практически осуществимо, и должны вестись записи тестов на стерильность (например, подсчет бактерий с помощью флуоресцентной микроскопии на месте бурения). В качестве временного руководства по общей чистоте эти объекты не должны содержать больше микробов, чем присутствует в эквивалентном объеме льда, который бурится для достижения подледниковой среды. Этот стандарт должен быть переоценен, когда появятся новые данные о популяциях подледниковых водных микроорганизмов". [39]
Blood Falls был использован в качестве цели для тестирования IceMole в ноябре 2014 года. Он разрабатывается в связи с проектом Enceladus Explorer (EnEx) командой из FH Aachen в Германии. Тест вернул чистый подледниковый образец из отводящего канала из Blood Falls. [40] Ice Mole перемещается по льду, расплавляя его, также используя движущийся ледобур и используя дифференциальное плавление для навигации и избегания опасностей. Он разработан для автономной навигации, чтобы избегать препятствий, таких как полости и вкрапленные метеориты, так что его можно развернуть удаленно на Encladus. Он не использует буровые растворы и может быть стерилизован в соответствии с требованиями планетарной защиты , а также требованиями для подледниковых исследований. Зонд был стерилизован в соответствии с этими протоколами с использованием перекиси водорода и УФ-стерилизации. Кроме того, только кончик зонда отбирает образцы жидкой воды напрямую. [34] [41]
На высоте 4500 метров (14800 футов) бассейн Кайдам является плато с самой высокой средней высотой на Земле. Атмосферное давление составляет 50% - 60% от давления на уровне моря, и в результате тонкой атмосферы здесь высокий уровень ультрафиолетового излучения и большие перепады температур днем и ночью. Кроме того, Гималаи на юге блокируют влажный воздух из Индии, делая его сверхзасушливым.
В самых древних плайях (Да Лангтанг) на северо-западе плато испаряемые соли представляют собой сульфаты магния (сульфаты распространены на Марсе). Это, в сочетании с холодными и сухими условиями, делает его интересным аналогом марсианских солей и соленого реголита. Экспедиция обнаружила восемь штаммов Haloarchaea, населяющих соли, похожих на некоторые виды Virgibacillus , Oceanobacillus , Halobacillus и Ter-ribacillus . [42]
Пустыня Мохаве
Пустыня Мохаве — пустыня в Соединенных Штатах, которая часто используется для тестирования марсоходов. [43] Она также имеет полезные биологические аналоги для Марса.
Некоторые засушливые условия и химические процессы напоминают марсианские. [2]
Карбонатные породы с покрытиями из оксида железа, похожими на марсианские — ниша для микробов внутри и под породами, защищенная от солнца покрытием из оксида железа; если бы микробы существовали или существуют на Марсе, они могли бы быть защищены аналогичным образом покрытием из оксида железа местных пород. [45]
Другие аналоговые пустыни
Пустыня Намиб — старейшая пустыня, жизнь в условиях ограниченного количества воды и высоких температур, больших дюн и ветров [2]
Центр Ибн Баттуты, Марокко — несколько участков в пустыне Сахара, которые являются аналогами некоторых условий на современном Марсе и используются для тестирования марсоходов ЕКА и астробиологических исследований. [2] [46]
Два места особого интереса: Колор Пик и Гипсум Хилл, два набора холодных соленых источников на острове Аксель Хейберг , которые текут с почти постоянной температурой и скоростью потока в течение всего года. Температура воздуха сопоставима с сухими долинами Мак-Мердо, колеблется от -15 °C до -20 °C (для сухих долин Мак-Мердо от -15 °C до -40 °C). Остров представляет собой область толстой вечной мерзлоты с малым количеством осадков, что приводит к пустынным условиям. Вода из источников имеет температуру от -4 °C до 7 °C. Из источников выпадают различные минералы, включая гипс, а на Колор Пик кристаллы метастабильного минерала икаита ( CaCO 3·6 ч 2O ), который быстро разлагается при извлечении из замерзшей воды. [47]
«В этих местах вечная мерзлота, низкие зимние температуры и засушливые атмосферные условия приближаются к условиям современного и прошлого Марса. В минералогии трех источников преобладают галит (NaCl), кальцит ( CaCO 3), гипс ( CaSO 4·2 H 2 O ), тенардит ( Na 2ТАК 4), мирабилит ( Na 2ТАК 4·10 ч. 2O ) и элементарная сера (S°). [48]
Некоторые экстремофилы из этих двух мест были выращены в условиях, имитирующих марсианскую среду, и считается, что они могут выжить в марсианском холодном соленом источнике, если таковой существует. [49]
Цветное озеро Фен
Это еще один аналог марсианской среды обитания на острове Аксель-Хейберг недалеко от Колор-Пик и Гипсум-Хилл. Замерзшая почва и вечная мерзлота являются домом для множества микробных сообществ, которые устойчивы к бескислородным, кислотным, соленым и холодным условиям. Большинство из них находятся в режиме выживания, а не формирования колоний. Колор-Лейк-Фен является хорошим земным аналогом соленых кислотных рассолов, которые когда-то существовали в районе плато Меридани на Марсе и, возможно, все еще существуют на марсианской поверхности. Некоторые из микробов, обнаруженных там, способны выживать в условиях, подобных марсианским. [1]
«Исследование марсианской почвы в районе плато Меридиана обнаружило минералы, указывающие на соленые кислые рассолы. Следовательно, кислые криозольные/вечные мерзлотные среды обитания могли когда-то существовать и, возможно, все еще существуют на поверхности Марса. Этот участок представляет собой земной аналог этих сред и является домом для микробов, способных выживать в условиях, подобных марсианским» [1]
Многие из экстремофилов, которые живут в этих отложениях, как полагают, выживают независимо от Солнца. Эта область богата железными и серными минералами, такими как
гематит ( Fe 2О 3), которые распространены в районе плато Меридиана на Марсе, исследованном марсоходом Opportunity , и считаются признаками древних горячих источников на Марсе.
ярозит ( KFe3+ 3(ОЙ) 6( ТАК 4) 2), обнаруженный на Марсе аппаратом Opportunity , а на Земле образует его либо в кислотных шахтных стоках , либо во время окисления сульфидных минералов, либо во время изменения вулканических пород кислыми, богатыми серой жидкостями вблизи вулканических жерл. [51]
Вечномерзлые почвы
Большая часть воды на Марсе постоянно заморожена, смешанная с горными породами. Поэтому земная вечная мерзлота является хорошим аналогом. И некоторые виды Carnobacterium, выделенные из вечной мерзлоты, обладают способностью выживать в условиях низкого атмосферного давления, низких температур и CO 2преобладала бескислородная атмосфера Марса. [52]
Ледяные пещеры
Ледяные пещеры или лед, сохранившийся под поверхностью в пещерных системах, защищенных от поверхностных условий, могут существовать на Марсе. [53] Ледяные пещеры около вершины горы Эребус в Антарктиде связаны с фумаролами в полярных альпийских условиях, испытывающих нехватку органики, и с насыщенной кислородом гидротермальной циркуляцией в сильно восстановительных вмещающих породах. [54] [55]
Пещерные системы
Шахты на Земле открывают доступ к глубоким подземным средам, которые оказываются обитаемыми, а глубокие пещеры, возможно, существуют на Марсе, хотя и без преимуществ атмосферы. [56]
Базальтовые лавовые трубки
Единственные пещеры, найденные на Марсе до сих пор, — это лавовые трубки . Они в некоторой степени изолированы от поверхностных условий и могут удерживать лед даже тогда, когда на поверхности его не осталось, и могут иметь доступ к химическим веществам, таким как водород из серпентизации, чтобы питать хемосинтетическую жизнь. Лавовые трубки на Земле имеют микробные маты и минеральные отложения, населенные микробами. Они изучаются, чтобы помочь в идентификации жизни на Марсе, если какие-либо из лавовых трубок там обитаемы. [57] [58]
Первые из земных серных пещер, которые будут исследованы как марсианский аналог экосистем на основе серы, которые могли бы существовать под землей также и на Марсе. [59] На Земле они образуются, когда сероводород из-под пещеры встречается с поверхностной кислородной зоной. При этом образуется серная кислота, а микробы ускоряют процесс. [60]
Высокое содержание серы на Марсе в сочетании с наличием льда и обнаружением следов метана предполагает возможность существования серных пещер под поверхностью Марса, подобных этой. [61]
Snottites в токсичной серной пещере Cueva de Villa Luz процветают на сероводороде, и хотя некоторые из них являются аэробами (хотя и нуждаются только в низком уровне кислорода), некоторые из этих видов (например, Acidianus ) , как и те, которые живут вокруг гидротермальных источников, способны выживать независимо от источника кислорода. Таким образом, пещеры могут дать представление о подземных термальных системах на Марсе, где могут находиться пещеры, подобные Cueva de Villa Luz. [62]
Opportunity обнаружил доказательства наличия сульфатов магния на Марсе (одной из его форм является эпсомит, или «соль Эпсома») в 2004 году. [64] Марсоход Curiosity обнаружил сульфаты кальция на Марсе. [65] Орбитальные карты также предполагают, что гидратированные сульфаты могут быть распространены на Марсе. Орбитальные наблюдения согласуются с сульфатом железа или смесью сульфата кальция и магния. [66]
Сульфат магния является вероятным компонентом холодных рассолов на Марсе, особенно с ограниченной доступностью подповерхностного льда. Земные озера сульфата магния имеют схожие химические и физические свойства. Они также имеют широкий спектр галофильных организмов, во всех трех царствах жизни (археи, бактерии и эукариоты), на поверхности и вблизи под поверхностью. [67] С обилием водорослей и бактерий, в щелочных гиперсоленых условиях, они представляют астробиологический интерес как для прошлой, так и для настоящей жизни на Марсе.
Эти озера наиболее распространены в западной Канаде и северной части штата Вашингтон, США. Одним из примеров является Баскское озеро 2 в Западной Канаде, которое отличается высокой концентрацией сульфата магния. Летом оно откладывает эпсомит («соль Эпсома»). Зимой оно откладывает меридианит . Оно названо в честь плато Меридиани , где марсоход Opportunity обнаружил кристаллические формы в сульфатных отложениях ( Vugs ), которые, как полагают, являются остатками этого минерала, которые с тех пор растворились или обезвожены. Он преимущественно образуется при отрицательных температурах и стабилен только при температуре ниже 2 °C, [68] в то время как эпсомит ( MgSO 4·7 ч. 2O ) предпочтительнее при более высоких температурах. [69] [70]
Другим примером является озеро Споттед , в котором обнаружено большое разнообразие минералов, большинство из которых — сульфаты, а катионами являются натрий, магний и кальций.
«Доминирующие минералы включают бледит Na 2Mg( SO 4) 2·4 ч. 2О , коняйте На 2Mg( SO 4) 2·5 ч 2O , эпсомит MgSO 4·7 ч. 2O и гипс CaSO 4·2 ч 2O , с небольшим количеством эвгстерита, пикромерита, сингенита, галита и сильвина", [71]
Некоторые из выделенных микробов смогли выжить в высоких концентрациях сульфатов магния, обнаруженных в марсианских почвах, а также при низких температурах, которые могут быть на Марсе. [72] [73] [74]
Сульфаты (например, натрия, магния и кальция) также распространены в других континентальных испарениях (таких как солончаки пустыни Атакама), в отличие от соляных пластов, связанных с морскими отложениями, которые, как правило, состоят в основном из галитов (хлоридов). [75]
Подледниковые озера
Подледниковые озера, такие как озеро Восток, могут быть аналогами марсианских местообитаний под ледяными щитами. Подледниковые озера поддерживаются в жидком состоянии отчасти за счет давления глубины льда, но это способствует повышению температуры лишь на несколько градусов. Основной эффект, который поддерживает их в жидком состоянии, — это изоляция льда, блокирующая выход тепла из недр Земли, аналогично изолирующему эффекту глубоких слоев горных пород. Что касается глубоких слоев горных пород, то им не требуется дополнительный геотермальный нагрев ниже определенной глубины.
В случае Марса глубина, необходимая для геотермального таяния базальной области ледяного покрова, составляет 4-6 километров. Толщина ледяных слоев, вероятно, составляет всего 3,4-4,2 км для северной полярной шапки. Однако было показано, что ситуация отличается, если рассматривать озеро, которое уже растаяло. Когда они применили свою модель к Марсу, они показали, что жидкий слой, однажды растаявший (изначально открытый на поверхности льда), может оставаться стабильным на любой глубине более 600 метров даже при отсутствии дополнительного геотермального нагрева. [76] Согласно их модели, если в полярных регионах было подземное озеро, возможно, изначально образованное посредством трения как подледниковое озеро во времена благоприятного осевого наклона, а затем пополняемое за счет накопления слоев снега сверху по мере утолщения ледяных покровов, они предполагают, что оно все еще может быть там. Если это так, то оно может быть занято формами жизни, подобными тем, которые могли выжить в озере Восток. [76]
Георадар смог обнаружить эти озера из-за высокого радиолокационного контраста между водой и льдом или камнем. MARSIS, георадар на Mars Express ЕКА, обнаружил подледниковое озеро на Марсе около южного полюса.
Подземная жизнь на глубине километров под поверхностью
Исследования жизни в глубоких шахтах и бурение под океанскими глубинами могут дать представление о возможностях существования жизни в гидросфере Марса и других глубоких подземных средах обитания, если таковые существуют.
Расположение золотого рудника Мпоненг в Южной Африке
Бактерии получают энергию от окисления водорода, связанного с восстановлением сульфата, и живут независимо от поверхности [56]
нематоды питаются этими бактериями, снова живя независимо от поверхности.
Глубина 3-4 км
Шахта Боулби на краю Йоркширских пустошей
250 миллионов лет галит (хлорид) и сульфатные соли [56]
Высокая соленость и низкая активность воды
1,1 км глубина
Анаэробные микробы, способные выжить, будучи отрезанными от атмосферы
Альпийские и мерзлотные лишайники
В высокогорных и полярных регионах лишайники вынуждены справляться с условиями высоких потоков ультрафиолета, низких температур и засушливой среды. Это особенно актуально, когда два фактора, полярные регионы и большие высоты, объединяются. Такие условия встречаются в высоких горах Антарктиды, где лишайники растут на высоте до 2000 метров без жидкой воды, только снег и лед. Исследователи описали это как самую похожую на Марс среду на Земле. [77]
Смотрите также
Жизнь на Марсе – Научные оценки микробной обитаемости Марса
Аналоги земных объектов – места на Земле, используемые для имитации внеземных объектов.Страницы, отображающие краткие описания целей перенаправления
Ссылки
^ abcdefg Научно-исследовательский институт планетарных и космических наук, Открытый университет (5 декабря 2012 г.). "TN2: Каталог аналогов планет" (PDF) . По контракту с ЕКА: 4000104716/11/NL/AF.
^ abcdefg Престон, Луиза Дж.; Дартнелл, Льюис Р. (2014). «Планетарная обитаемость: уроки, извлеченные из земных аналогов» (PDF) . Международный журнал астробиологии . 13 (1): 81– 98. Bibcode :2014IJAsB..13...81P. doi : 10.1017/S1473550413000396 . ISSN 1473-5504. S2CID 122721110.
^ ab Q. Choi, Charles (17 мая 2010 г.). "Mars Contamination Dust-Up". Журнал Astrobiology. Архивировано из оригинала 20 августа 2011 г. Всякий раз, когда объединяются несколько биоцидных факторов, показатели выживаемости быстро падают,{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
^ Dieser, M.; Battista, JR; Christner, BC (2013). «Репарация двухцепочечных разрывов ДНК при -15 C». Applied and Environmental Microbiology . 79 (24): 7662– 7668. doi :10.1128/AEM.02845-13. ISSN 0099-2240. PMC 3837829. PMID 24077718 .
^ аб Билли, Даниэла; Вьяджиу, Эмануэла; Кокелл, Чарльз С.; Раббоу, Эльке; Хорнек, Герда; Онофри, Сильвано (2011). «Устранение и устранение повреждений у сушеных Chroococcidiopsisspp. из горячих и холодных пустынь, подвергшихся воздействию имитации космических и марсианских условий». Астробиология . 11 (1): 65–73 . Бибкод : 2011AsBio..11...65B. дои : 10.1089/ast.2009.0430. ISSN 1531-1074. ПМИД 21294638.
^ ab "Выживание в условиях Марса". DLR . 26 апреля 2012 г.
^ Жан-Пьер де Вера (август 2012 г.). «Лишайники как выжившие в космосе и на Марсе». Fungal Ecology . 5 (4): 472– 479. doi :10.1016/j.funeco.2012.01.008.
^ Р. де ла Торре Ноэцель; Ф. Дж. Санчес Иниго; Э. Рэббоу; Г. Хорнек; Ж. П. де Вера; ЛГ Санчо. «Выживание лишайников в условиях, моделирующих Марс» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 июня 2013 г.
^ Ф. Дж. Санчеса; Э. Матео-Мартиб; Ж. Раджиок; Дж. Мессенд; Х. Мартинес-Фриасб; Л.Га. Санчок; С. Оттд; Р. де ла Торреа (ноябрь 2012 г.). «Сопротивление лишайника Circinaria gyrosa (номинальное обозначение) к моделируемым условиям Марса - модельный тест на выживаемость эукариотического экстремофила». Планетарная и космическая наука . 72 (1): 102–110 . Бибкод : 2012P&SS...72..102S. дои :10.1016/j.pss.2012.08.005.
↑ Дэвид, Леонард (1 апреля 2013 г.). «Нашел ли марсоход Curiosity от NASA ключи к разгадке строительных блоков жизни на Марсе?». Space.com .
^ Броган, Джейкоб (7 апреля 2015 г.). «Оставаясь здоровыми на Красной планете 338 72 Химическое вещество, обнаруженное в марсианской почве, может сделать создание постоянного поселения там более опасным». Slate .
^ Encrenaz, T. ; Greathouse, TK; Lefèvre, F.; Montmessin, F.; Forget, F.; Fouchet, T.; DeWitt, C.; Richter, MJ; Lacy, JH; Bézard, B.; Atreya, SK (2015). «Сезонные вариации перекиси водорода и водяного пара на Марсе: Дополнительные признаки гетерогенной химии». Astronomy & Astrophysics . 578 : A127. Bibcode :2015A&A...578A.127E. doi : 10.1051/0004-6361/201425448 . ISSN 0004-6361.
^ Эйджи, Эрнест; Ортон, Андреа; Роджерс, Джон (2013). «Отложение CO2Snow в Антарктиде для сокращения антропогенного глобального потепления». Журнал прикладной метеорологии и климатологии . 52 (2): 281– 288. Bibcode : 2013JApMC..52..281A. doi : 10.1175/JAMC-D-12-0110.1 . ISSN 1558-8424.
^ "В Антарктиде зафиксирована неофициальная самая низкая температура за всю историю". USA Today.
^ Кордеро, Рауль Р.; Секмейер, Гюнтер; Дамиани, Алессандро; Рихельманн, Стефан; Райас, Хуан; Лаббе, Фернандо; Лароз, Дэвид (2014). «Самые высокие в мире уровни поверхностного УФ-излучения». Photochem. Photobiol. Sci . 13 (1): 70– 81. doi :10.1039/C3PP50221J. hdl : 10533/132342 . ISSN 1474-905X. PMID 24202188. S2CID 35887014.
^ abcd Azua-Bustos, Armando; Caro-Lara, Luis; Vicuña, Rafael (2015). «Открытие и микробный состав самого сухого участка гипераридной пустыни Атакама, Чили». Environmental Microbiology Reports . 7 (3): 388– 394. doi :10.1111/1758-2229.12261. ISSN 1758-2229. PMID 25545388.
^ ab Williams, Andrew (18 мая 2015 г.). «Самое сухое место на Земле является домом для жизни». Журнал NASA Astrobiology (онлайн) . NASA.
^ ab Parro, Victor; de Diego-Castilla, Graciela; Moreno-Paz, Mercedes; Blanco, Yolanda; Cruz-Gil, Patricia; Rodríguez-Manfredi, José A.; et al. (2011). «Микробный оазис в гиперсоленой подземной части Атакамы, обнаруженный чипом-детектором жизни: значение для поиска жизни на Марсе». Astrobiology . 11 (10): 969– 996. Bibcode :2011AsBio..11..969P. doi :10.1089/ast.2011.0654. ISSN 1531-1074. PMC 3242637 . PMID 22149750.
^ Научно-исследовательский институт планетарных и космических наук, Открытый университет (5 декабря 2012 г.). "TN2: Каталог аналогов планет, раздел 2.6.1" (PDF) . По контракту с ЕКА: 4000104716/11/NL/AF.
^ "Под пустыней Атакама обнаружен микробный оазис" (публичное сообщение) . FECYT - Испанский фонд науки и технологий . 16 февраля 2012 г.
^ «Марсоход испытывает вождение, бурение и обнаружение жизни в высокогорной пустыне Чили». Журнал астробиологии НАСА . 17 марта 2017 г.
^ "NASA испытывает бур для обнаружения жизни в самом сухом месте Земли". Пресс-релиз NASA . 26 февраля 2016 г.
^ Наварро-Гонсалес, Р. (2003). «Марсоподобные почвы в пустыне Атакама, Чили, и сухой предел микробной жизни». Science . 302 (5647): 1018– 1021. Bibcode :2003Sci...302.1018N. doi :10.1126/science.1089143. ISSN 0036-8075. PMID 14605363. S2CID 18220447.
^ ab Azua-Bustos, Armando; Urrejola, Catalina; Vicuña, Rafael (2012). «Жизнь на сухой кромке: Микроорганизмы пустыни Атакама». FEBS Letters . 586 (18): 2939– 2945. doi : 10.1016/j.febslet.2012.07.025 . ISSN 0014-5793. PMID 22819826.
^ ab Osano, A. и AF Davila (2014). "Анализ фотосинтетической активности цианобактерий, населяющих галитовые эвапориты пустыни Атакама, Чили" (PDF) . Тезисы научной конференции Института Луны и Планет . 45 (1777): 2919. Bibcode : 2014LPI....45.2919O.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
↑ Бортман, Генри (22 июня 2006 г.). «Путешествие в Юнгай». Журнал Astrobiology (NASA) .
^ Вежхос, Дж.; Давила, А.Ф.; Санчес-Альмазо, международный мастер; Хайнос, М.; Свебода, Р.; Аскасо, К. (2012). «Новый источник воды для эндолитической жизни в гипераридном центре пустыни Атакама». Биогеонауки . 9 (6): 2275–2286 . Бибкод : 2012BGeo....9.2275W. дои : 10.5194/bg-9-2275-2012 . ISSN 1726-4189.
^ Н. Хоффман и П. Р. Кайл (2003). Ледяные башни горы Эребус как аналоги биологических убежищ на Марсе . Шестая международная конференция по Марсу.
^ Маккей, Кристофер П. (2008). «Повторяемость выпадения снега определяет глубину сухой вечной мерзлоты на больших высотах в сухих долинах Мак-Мердо в Антарктиде». Antarctic Science . 21 (1): 89. doi :10.1017/S0954102008001508. ISSN 0954-1020. S2CID 129096753.
^ Исследовательский институт планетарных и космических наук, Открытый университет (5 декабря 2012 г.). "TN2: Каталог аналогов планет, раздел 1.6.3" (PDF) . По контракту с ЕКА: 4000104716/11/NL/AF.
^ Диксон, Джеймс Л.; Хэд, Джеймс У.; Леви, Джозеф С.; Марчант, Дэвид Р. (2013). "Пруд Дон Жуан, Антарктида: приповерхностный рассол CaCl2, питающий самое соленое озеро Земли, и его значение для Марса". Scientific Reports . 3 : 1166. Bibcode :2013NatSR...3E1166D. doi :10.1038/srep01166. ISSN 2045-2322. PMC 3559074 . PMID 23378901.
↑ Стейси, Кевин (7 февраля 2013 г.). «Как самый соленый пруд в мире получает соль — описание исследований Джея Диксона и Джима Хэда».
^ ab Dachwald, Bernd; Mikucki, Jill; Tulaczyk, Slawek; Digel, Ilya; Espe, Clemens; Feldmann, Marco; Francke, Gero; Kowalski, Julia; Xu, Changsheng (2014). «IceMole: маневренный зонд для чистого анализа in situ и отбора проб подповерхностного льда и подледниковых водных экосистем». Annals of Glaciology . 55 (65): 14– 22. Bibcode : 2014AnGla..55...14D. doi : 10.3189/2014AoG65A004 . ISSN 0260-3055.
^ abc Grom, Jackie (16 апреля 2009 г.). "Древняя экосистема обнаружена под антарктическим ледником". Science . Получено 17 апреля 2009 г. .
^ Микуцки, Джилл А.; Пирсон, Энн; Джонстон, Дэвид Т.; Турчин, Александра В.; Фаркуар, Джеймс; и др. (17 апреля 2009 г.). «Современный подледниковый железистый «океан», поддерживаемый микробами»". Наука . 324 (5925): 397– 400. Bibcode :2009Sci...324..397M. doi :10.1126/science.1167350. PMID 19372431. S2CID 44802632.
^ "Научная цель 1: Определить, возникла ли когда-либо жизнь на Марсе". Программа исследования Марса. NASA . Получено 17 октября 2010 г.
^ «Дело о пропавшей марсианской воде». Science@NASA. NASA. 5 января 2001 г. Получено 20 апреля 2009 г.
^ «Кодекс поведения СКАР по исследованию и исследованию подледниковых водных сред» (PDF) . XXXIV Консультативное совещание по Договору об Антарктике, Буэнос-Айрес, 20 июня - 1 июля 2011 г.
^ Брабо, Касандра (7 апреля 2015 г.). «Бур IceMole, построенный для исследования ледяного спутника Сатурна Энцелада, прошел испытание ледником». Space.com .
^ АНДЕРСОН, ПОЛ СКОТТ (29 февраля 2012 г.). «Предложена новая захватывающая миссия «Исследователь Энцелада» для поиска жизни». Вселенная сегодня .
^ Ван, А. и др. «Соляные пласты на плато Цинхай-Тибет как аналог Марса для формирования и сохранения водных солей и биосигнатур». Тезисы осеннего заседания AGU. Том 1. 2010.
^ «Испытания в пустыне Мохаве в рамках подготовки к марсианскому марсоходу НАСА».
^ Салас, Э. и др. «Пустыня Мохаве: аналог марсианского объекта для будущих тематических астробиологических миссий». Вклад LPI 1612 (2011): 6042.
^ Бишоп, Джанис Л.; Шелбл, Рэйчел Т.; Маккей, Кристофер П.; Браун, Адриан Дж.; Перри, Кейси А. (2011). «Карбонатные породы в пустыне Мохаве как аналог марсианских карбонатов». Международный журнал астробиологии . 10 (4): 349–358 . Bibcode : 2011IJAsB..10..349B. doi : 10.1017/S1473550411000206. ISSN 1473-5504. S2CID 122114343.
^ "Центр Ибн Баттуты - деятельность на аналогичных объектах Марса". Архивировано из оригинала 2015-04-18.
^ Импи, Крис, Джонатан Лунин и Хосе Фунес, ред. Frontiers of astrobiology (стр. 161). Cambridge University Press, 2012.
^ Баттлер, Мелисса М.; Осински, Гордон Р.; Банерджи, Нил Р. (2013). «Минералогия соленых многолетних холодных источников на острове Аксель-Хейберг, Нунавут, Канада и ее значение для месторождений на Марсе». Icarus . 224 (2): 364– 381. Bibcode :2013Icar..224..364B. doi :10.1016/j.icarus.2012.08.031. ISSN 0019-1035.
^ Научно-исследовательский институт планетарных и космических наук, Открытый университет (5 декабря 2012 г.). "TN2: Каталог аналогов планет, раздел 4.6.1" (PDF) . По контракту с ЕКА: 4000104716/11/NL/AF.
^ Гронстал, Аарон Л. (2014-07-24). «Биомаркеры глубин». Журнал AstroBiology (NASA) .
^ Элвуд Мэдден, ME; Боднар, RJ; Римстидт, JD (2004). «Ярозит как индикатор химического выветривания с ограниченным содержанием воды на Марсе». Nature . 431 (7010): 821– 823. Bibcode :2004Natur.431..821M. doi :10.1038/nature02971. ISSN 0028-0836. PMID 15483605. S2CID 10965423.
^ Николсон, Уэйн и др. «Выделение бактерий из вечной мерзлоты Сибири, способных расти при атмосферном давлении и составе, имитирующих Марс». 40-я научная ассамблея КОСПАР. Состоялась 2–10 августа 2014 г. в Москве, Россия, Тезисы F3. 3-10-14.. Том 40. 2014.
^ Уильямс, KE; Маккей, Кристофер П.; Тун, OB; Хэд, Джеймс У. (2010). «Существуют ли ледяные пещеры на Марсе?» (PDF) . Icarus . 209 (2): 358– 368. Bibcode :2010Icar..209..358W. doi :10.1016/j.icarus.2010.03.039. ISSN 0019-1035. Архивировано из оригинала (PDF) 2018-10-08 . Получено 2017-03-01 .
^ Уолл, Майк (9 декабря 2011 г.). «Антарктические пещерные микробы проливают свет на разнообразие жизни». Livescience .
^ Тебо, Брэдли М.; Дэвис, Ричард Э.; Анитори, Роберто П.; Коннелл, Лори Б.; Шиффман, Питер; Штаудигель, Хьюберт (2015). «Микробные сообщества в темных олиготрофных вулканических ледяных пещерных экосистемах горы Эребус, Антарктида». Frontiers in Microbiology . 6 : 179. doi : 10.3389/fmicb.2015.00179 . ISSN 1664-302X. PMC 4356161. PMID 25814983 .
^ abcd Aerts, Joost; Röling, Wilfred; Elsaesser, Andreas; Ehrenfreund, Pascale (2014). «Биота и биомолекулы в экстремальных условиях на Земле: последствия для обнаружения жизни на Марсе». Life . 4 (4): 535– 565. Bibcode :2014Life....4..535A. doi : 10.3390/life4040535 . ISSN 2075-1729. PMC 4284457 . PMID 25370528.
^ Northup, DE; Melim, LA; Spilde, MN; Hathaway, JJM; Garcia, MG; Moya, M.; Stone, FD; Boston, PJ; Dapkevicius, MLNE; Riquelme, C. (2011). «Микробные сообщества лавовых пещер в матах и вторичных минеральных отложениях: значение для обнаружения жизни на других планетах». Astrobiology . 11 (7): 601– 618. Bibcode :2011AsBio..11..601N. doi :10.1089/ast.2010.0562. ISSN 1531-1074. PMC 3176350 . PMID 21879833.
^ Нортап, Диана Э.; и др. (2012). «Жизнь в лавовых пещерах Земли: значение для обнаружения жизни на других планетах». Жизнь на Земле и других планетных телах . Клеточное происхождение, жизнь в экстремальных условиях обитания и астробиология. Том 24. Springer Netherlands. стр. 459–484 . Bibcode : 2012leop.book..459N. doi : 10.1007/978-94-007-4966-5_26. ISBN9789400749665.
^ Надис, Стив (1997). «В поисках жизни на Марсе внутри Земли». Technology Review . 100 (8): 14–16 . Архивировано из оригинала 18 апреля 2015 г. Получено 1 марта 2017 г.
^ E. Northup, Kathleen H. Lavoie, Diana (2001). "Geomicrobiology of Caves: A Review". Geomicrobiology Journal . 18 (3): 199– 222. doi : 10.1080/01490450152467750. ISSN 0149-0451. S2CID 216641346. Получено 19 декабря 2020 г.
^ Boston, Penelope J.; Hose, Louise D.; Northup, Diana E.; Spilde, Michael N. (2006). Микробные сообщества серных пещер: недавно оцененная геологически обусловленная система на Земле и потенциальная модель для Марса . Том 404 : Перспективы карстовой геоморфологии, гидрологии и геохимии — дань уважения Дереку К. Форду и Уильяму Б. Уайту. стр. 331–344 . doi :10.1130/2006.2404(28). ISBN978-0813724041. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
^ Hose, Louise D.; Palmer, Arthur N.; Palmer, Margaret V.; Northup, Diana E.; Boston, Penelope J.; DuChene, Harvey R. (2000). «Микробиология и геохимия в карстовой среде, богатой сероводородом» (PDF) . Chemical Geology . 169 ( 3– 4): 399– 423. Bibcode :2000ChGeo.169..399H. doi :10.1016/S0009-2541(00)00217-5. ISSN 0009-2541. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2017-03-01 .
^ Peterson, RC; Nelson, W.; Madu, B.; Shurvell, HF (2007). «Меридианит: новый минеральный вид, обнаруженный на Земле и, как предсказано, существующий на Марсе». American Mineralogist . 92 (10): 1756– 1759. Bibcode :2007AmMin..92.1756P. doi :10.2138/am.2007.2668. ISSN 0003-004X. S2CID 128695637.
^ Бортман, Генри (3 марта 2004 г.). «Доказательства наличия воды на Марсе». Журнал Astrobiology (NASA) .
^ Палус, Шеннон (2015). «Вода под поверхностью Марса, связанная в сульфатах». Eos . 96 . doi : 10.1029/2015EO027799 . ISSN 2324-9250.
^ Фостер, Ян С.; Кинг, Пенелопа Л.; Хайд, Брендт К.; Саутэм, Гордон (2010). «Характеристика галофилов в природном MgSO 4соли и лабораторные образцы обогащения: астробиологические последствия для Марса». Планетарные и космические науки . 58 (4): 599– 615. Bibcode : 2010P&SS...58..599F. doi : 10.1016/j.pss.2009.08.009. ISSN 0032-0633.
^ "Минерал Земли и Марса – Меридианит MgSO4.11H2O". Кристаллография 365. 30 июля 2014 г.
^ Мэрион, GM; Кэтлинг, DC; Занле, KJ; Клэр, MW (2010). «Моделирование химических реакций на основе водных перхлоратов с применением к Марсу». Icarus . 207 (2): 675– 685. Bibcode :2010Icar..207..675M. doi :10.1016/j.icarus.2009.12.003. ISSN 0019-1035.
^ "Meridianiite Mineral Data". webmineral.com . Получено 2 марта 2017 г. .
^ KM Cannon; LA Fenwick; RC Peterson (2012). "Пятнистое озеро: минералогические подсказки для образования аутигенных сульфатов в древних озерах на Марсе" (PDF) . Тезисы научной конференции Института Луны и Планет . 43 (1659): 1989. Bibcode : 2012LPI....43.1989C.
^ Килмер, Брайан Р.; Эберл, Тимоти К.; Кандерла, Брент; Чен, Фей; Кларк, Бентон К.; Шнеегурт, Марк А. (2014). «Молекулярная и фенетическая характеристика бактериального сообщества Хот-Лейк, штат Вашингтон, среды с высокой концентрацией сульфата магния, и ее связь с Марсом». Международный журнал астробиологии . 13 (1): 69– 80. Bibcode : 2014IJAsB..13...69K. doi : 10.1017/S1473550413000268. ISSN 1473-5504. PMC 3989109. PMID 24748851 .
^ Crisler, JD; Newville, TM; Chen, F.; Clark, BC; Schneegurt, MA (2012). «Рост бактерий при высоких концентрациях сульфата магния, обнаруженных в марсианских почвах». Astrobiology . 12 (2): 98– 106. Bibcode :2012AsBio..12...98C. doi :10.1089/ast.2011.0720. ISSN 1531-1074. PMC 3277918 . PMID 22248384.
^ "Поиск соли для ответов о жизни на Земле и Марсе". Science Daily - пресс-релиз Университета штата Уичито . 9 августа 2012 г.
^ Барбьери, Роберто; Стивалетта, Нунциа (2011). «Континентальные эвапориты и поиск доказательств жизни на Марсе». Геологический журнал . 46 (6): 513–524 . doi :10.1002/gj.1326. ISSN 0072-1050. S2CID 140151668.
^ ab Duxbury, NS; Zotikov, IA; Nealson, KH; Romanovsky, VE; Carsey, FD (2001). «Численная модель альтернативного происхождения озера Восток и ее экзобиологические последствия для Марса». Journal of Geophysical Research . 106 (E1): 1453– 1462. Bibcode : 2001JGR...106.1453D. doi : 10.1029/2000JE001254 . ISSN 0148-0227.
^ de Vera, Jean-Pierre; Schulze-Makuch, Dirk; Khan, Afshin; Lorek, Andreas; Koncz, Alexander; Möhlmann, Diedrich; Spohn, Tilman (2014). «Адаптация антарктического лишайника к условиям марсианской ниши может произойти в течение 34 дней». Planetary and Space Science . 98 : 182– 190. Bibcode :2014P&SS...98..182D. doi :10.1016/j.pss.2013.07.014. hdl : 2376/5829 . ISSN 0032-0633.