В течение следующего десятилетия космические агентства планируют доставить на Землю образцы пород с Марса для изучения. Одной из ключевых задач станет проверка на наличие в них следов жизни, что может иметь непредсказуемые последствия для биосферы нашей планеты.

Учёные из Токийского университета и NASA впервые продемонстрировали эффективный метод обнаружения микроорганизмов в древних породах, аналогичных тем, что могут быть доставлены с Красной планеты.

Хотя сюжеты фантастических фильмов, где «учёные доставляют из космоса нечто, приводящее к катастрофе» кажутся преувеличением, риск биологического загрязнения Земли внеземными микроорганизмами давно рассматривается как серьёзная угроза. Ещё во времена программы «Аполлон» астронавты, вернувшиеся с Луны, проходили процедуры дезинфекции и карантина. Сегодня внимание сосредоточено на Марсе: несколько миссий по забору образцов уже разрабатываются.

Чтобы минимизировать риски, Комитет по космическим исследованиям (COSPAR) разработал «рамку оценки безопасности образцов» — набор протоколов для сбора, транспортировки и анализа марсианских пород. Ключевым элементом этой системы является возможность точно определить наличие или отсутствие жизни в образцах.

Группа исследователей под руководством доцента Ёхэя Сузуки из Токийского университета изучила древние земные базальтовые породы возрастом 100 млн лет, богатые микроорганизмами. Эти образцы служат аналогом марсианских пород, которые могут быть доставлены на Землю в ближайшие годы.

«Стандартные аналитические инструменты не смогли обнаружить микробные клетки в базальте. Нам пришлось искать более чувствительный и по возможности неразрушающий метод, учитывая ценность будущих образцов», — пояснил Сузуки. Решением стала оптическая фототермальная инфракрасная (O-PTIR) спектроскопия. Метод основан на воздействии инфракрасного излучения на подготовленные срезы пород (внешние слои удаляются, но основная часть образца сохраняется для других исследований). Зелёный лазер фиксирует сигналы от участков, подвергшихся облучению, позволяя получать изображения структур размером до 0,5 микрометра — этого достаточно, чтобы отличить биологические объекты от неорганических.

«Мы доказали, что метод работает на 100-миллионолетних породах, но теперь необходимо расширить его применение на базальты возрастом около 2 млрд лет, аналогичные тем, что собрал марсоход Perseverance», — отметил Сузуки. Учёным также предстоит протестировать метод на карбонатных породах, широко распространённых на Марсе и часто содержащих следы жизни на Земле.

Работа сочетает осторожность и новаторство: как и в случае с лунными образцами, часть материала сохраняется для будущих исследований, которые могут использовать ещё не разработанные технологии.

«Возможно, через несколько лет мы наконец ответим на один из главных вопросов человечества», — заключил Сузуки. Следующим шагом станет интеграция O-PTIR в протоколы COSPAR, чтобы к моменту доставки марсианских пород на Землю учёные были полностью готовы к их безопасному и эффективному анализу.