понедельник, 14 января 2013 г.

Солевой щит Марса и Красной реки


Ученые из Центра астробиологии обнаружили  микроорганизмы, которые живут под слоем  отложений солей в кислой и железистой среде в реке Рио Тинто (Rio Tinto) в Уэльва (Huelva), Испания. Экстремальным условиям этих микрониш могут соответствовать, по всей видимости, аналогичные отложения солей на Марсе и спутнике Юпитера -  Европе. Эту возможность необходимо иметь ввиду для исследовательских миссий, которые будут работать в этих местах, подобно миссии NASA MSL "Curiosity" в кратере Гейла на Красной планете

Европа-спутник Юпитера. Ее поверхность покрыта льдом, под которым есть вода (NASA)

По-испански Рио Тинто (Rio Tinto) обозначает «Красная река». Темно-красный цвет воды объясняется наличием в реке множества тяжелых металлов, насыщающих воду кислотой.
(phototravelguide.ru)
Вода реки Рио Тинто имеет сложный химический состав и очень высокую кислотность, что обуславливает крайне неблагоприятные условия среды для многих живых организмов. В этой реке не водится рыба, в ней так же нельзя купаться.

До двадцатого века полагали, что река эта вовсе безжизненна, и лишь современным исследователям удалось обнаружить, что красная вода кишит жизнью, в ней были найдены различные бактерии и более тысячи видов грибов.

В Рио Тинто обитают микроорганизмы хемолитотрофы (камнееды), которые не нуждаются в органических веществах для роста и развития. Хемолитотрофы окисляют серу и железо пирита в сульфат (серная кислота) и  хлорид железа, именно результат обмена веществ камнеедов обуславливает насыщенный красный цвет воды и окружающей местности.


Несколько лет тому назад Рио Тинто приобрела всемирную известность, поскольку в этой местности был найден минерал ярозит, образующийся лишь в кислотной водной среде, аналогичный добытому на Марсе марсоходом НАСА Opportunity.       (phototravelguide.ru)

Схожесть ландшафтов Рио Тинто с марсианской поверхностью стала основой для различных исследований, проведенных в этом районе НАСА и Европейским космическим агентством (ESA). Экстремальные, необычные для человека, условия окружающей среды Рио Тинто широко используются для испытания нового оборудования для будущих космических экспедиций.

Высокие дозы радиации, отсутствие влаги, экстремальная температура и давление на поверхности Марса создают трудности для развития жизни. В рамках этой враждебной среды ученые ищут "дружественные" ниши, условия в которых могли бы способствовать развитию микроорганизмов. Одними из кандидатов для благоприятной среды обитания являются солевые отложения.

Вид характерных осадков на Rio Tinto. Микроорганизмы покрываются минеральными отложениями и приступают к формированию биогеохимических структур .
("Planetary and Space Science")
Команда исследователей из Центра астробиологии (CAB, INTA-CSIC) изучила такую среду на Земле: солевые отложения, связанные с минеральной серой и железом именуемые натроярозиты (natrojarosite). Он был найден в бассейне реки Тинто в Уэльва и подобен обнаруженному на Марсе ярозиту. Присутствие этого минерала свидетельствует о наличии воды в прошлом или ее настоящим существовании.

Отложения натроярозита на скалах Rio Tinto.
("Planetary and Space Science")

 Натроярозит — минерал, основной сульфат натрия и трехвалентного железа. (Na(Fe3+)3(OH)6[SO4]2). Образует псевдокубичные или сплющенные кристаллы, землистые массы или корочки. Плотность 3,18. Твердость 3,5. Цвет золотисто-бурый, коричневый. Блеск стеклянный. Излом раковистый. Хрупкий. Прозрачный до полупрозрачного. Известен как продукт изменения пиритовых сланцев в рудных месторождениях.

Отложения солей - хороший приют для биологических останков и даже для самой жизни в экстремальных обстоятельствах, сообщается в исследовании, опубликованном в журнале  "Planetary and Space Science". Натроярозит - основной компонент материала покрытия.


Доза облучения в полдень на поверхности (выше кривой) и снизу (нижняя кривая) солевой корки. Радиационный фон был ослаблен из - за отложения солей.
 ("Planetary and Space Science")

Причина в том, что условия в этой среде являются менее неблагоприятными, чем в ее  окружении, учитывая, что они обеспечивают, например, защиту от радиации и поддерживают уровень влажности выше, чем снаружи.

Темный (зеленый) слой под солевыми отложениям, где микро-ниши были сформированы  фототрофами -  растительными организмами, в которых происходит фотосинтез.
("Planetary and Space Science")

С помощью микроскопической техники и методов молекулярной экологии команда ученых обнаружила пленку из бактерий и водорослей, живущих в солевых микронишах, невидимых для невооруженного глаза. Были найдены микроорганизмы пяти различных видов, относящихся к Dunaliella и Cyanidium родам.

Микроорганизмы солевых микрониш
                                   ("Planetary and Space Science")
Пленочные отложения были проанализированы послойно, по мере того, как они формировались. Каждый слой имеет толщину всего несколько миллиметров. В совокупности они образуют экосистему, полностью отличную от окружающей среды, характерной для Rio Tinto.

Минерализация осадочных пород могла произойти только в такой кислой среде, как эта, и она стала "домом" для развития микробных сообществ. Другими словами, здесь они нашли идеальные условия своего существования.

По данным исследования, открытие этих защищенных микрониш в таком месте, как река Рио Тинто, где сложились условия, аналогичные марсианским, является важным шагом в оценке потенциальной обитаемости Красной планеты".

Зонд NASA "Mars Global Surveyor" в свое время обнаружил на поверхности Марса аллювиальные (намытые водным потоком) конусы выноса горных пород, состоящие из солевых отложений. Ученые полагают, что подобные отложения могут иметься и на спутнике Юпитера - Европе, в океане под многокилометровым слоем льда. (NASA)

По мнению астробиологов, солевые отложения имеют большое значение и должны приниматься во внимание в космических исследованиях, направленных на поиски внеземной жизни. Изучение данных, полученных в ходе миссий Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express и Mars Exploration Rover предполагает совершенно иной взгляд на водное прошлое раннего Марса и на его сравнительно недавнюю вулканическую активность.

Открытие отложений сульфатов, а также наличие железистых минералов, таких, как ярозит, гетит и гематит в породах осадочного происхождения позволило быть наземным аналогам данного типа минералов в центре внимания.

Chott-el-Jerid Lake
Пустыня Атакама
Исследования солевых отложений в экстремальных условиях окружающей среды уже проводились учеными из Центра астробиологии на озере Chott-el-Jerid Lake (Тунис) и в пустыне Атакама (Чили).


   Марс, кратер Гейла. Геологическое образование "Snake river" (Змеиная река). Изображение    получено навигационной камерой ровера "Curiosity" на 133-й Sol миссии (20 декабря 2012).

А на Красной планете продолжает поиск благоприятных условий для жизни микроорганизмов марсоход "Curiosity". На участке "Snake River" (Змеиная река) в кратере Гейла он должен выполнить бурение и анализ выбранных осадочных пород.

Погода в кратере Гейла 12 января 2013 года (Sol 155):
солнечно, от плюс 2.15С до минус 64.45С, давление 9.175 hPa, ветер восточный 2 м/сек. 

Статьи по теме:
Космическое направление озера Восток
Марсоход Curiosity: вода, пылевые бури и пробы грунта
Кратер Чесапикского залива и микробы на Марсе
Минеральные вены Марса
Камнепады на Марсе, смолёвка на Земле.

По материалам журнала  "Planetary and Space Science"

Комментариев нет: