На стародавньому Марсі було достатньо водню для підтримки підземного життя протягом сотень мільйонів років, повідомляється в журналі. Близько чотирьох мільярдів років тому умови на планеті могли бути придатні для існування літотрофів - мікроорганізмів, які використовують енергію неорганічних сполук.
Літотрофи, до яких входять представники бактерій і архей, викликають великий інтерес у вчених, оскільки вони розширюють наші уявлення про можливості живих істот. Ці організми часом пристосовуються до найбільш незвичайних і екстремальних умов - наприклад, в Антарктиді зустрічаються бактерії, які здатні «дихати» залізом. Літотрофів ділять на дві великі групи - хемолітотрофів, що використовують енергію, що виділяється в окислювально-відновлювальних реакціях неорганічних сполук, і фітолітотрофів, що використовують енергію світла. Умови на поверхні Марса сьогодні досить суворі (у планети майже немає захисту від радіації і різкого перепаду температур), тому автори нової роботи вважали за краще сконцентруватися на хемолітотрофах, що використовують водень для підтримки життєдіяльності.
На Землі водень здатний утворюватися в результаті гідролізу - розкладання молекул води під дією радіації. Незважаючи на те, що поверхня Марса отримує велику кількість космічного випромінювання, воно не здатне проникати вглиб гірських порід. Однак гідроліз здатні здійснювати власні радіоактивні елементи планети - калій і торій.
Група вчених під керівництвом Джессі Тарнаса (Jesse Tarnas) з Університету Брауна проаналізувала вміст калію і торію в марсіанській корі за допомогою даних, отриманих гамма-спектрометром зонда NASA Mars Odyssey. Крім того, на основі сучасних моделей співвідношення елементів у породах планети, вчені розрахували вміст урану. Розпад цих трьох елементів служить джерелом випромінювання, яке запускає радіоліз води. Оскільки вченим відомі періоди напіврозпаду радіоактивних ізотопів цих елементів, вони змогли екстраполювати сучасні дані на нойську еру (3,7 - 4,1 мільярда років тому). На основі цього група Тарнаса розрахувала кількість радіоактивного випромінювання на стародавньому Марсі.
Далі дослідники оцінили, скільки підземних вод повинно було міститися в надрах планети. Сьогодні численні свідчення вказують на те, що в минулому на Марсі існували і річки, і озера, причому як на поверхні, так і під землею. Вчені використовували вимірювання щільності марсіанської кори, щоб приблизно розрахувати частку пустот (пор), які могли бути заповнені водою - це значення склало 5-15 відсотків. Потім вони визначили кількість вільного водню з урахуванням різних кліматичних режимів.
У результаті група Тарнаса прийшла до висновку, що в давнину надра Марса могли бути цілком придатні для проживання літотрофних організмів. На думку вчених, вони могли існувати на глибині до 1,6-1,8 кілометра. Концентрація вільного водню в цьому шарі близько 4 мільярдів років тому відповідала сучасним значенням на Землі (від 0 до 35 - 55 мілімоль на літр). Такі значення могли зберігатися протягом декількох сотень мільйонів років, вважають автори.
Важливо зауважити, що результати авторів не говорять про те, що життя на стародавньому Марсі дійсно існувало. Крім того, розрахунки групи Тарнаса відносно умовні, так як геологічна історія Червоної планети сьогодні все ще погано вивчена. Проте дослідження вчених може допомогти майбутнім експедиціям у пошуках ознак стародавнього або сучасного життя.
У травні цього року до Марса вирушив новий посадковий апарат InSight, який вивчатиме внутрішню структуру Марса. Його головна мета полягає в дослідженні геологічних процесів. Якщо місія піде за планом, то Insight сяде на поверхню планети наприкінці листопада 2018 року. На сьогодні він подолав вже більше половини шляху.