В 2012 году на Красную планету прибыл марсоход Curiosity, а в 2018-м ученые сообщили, что работающий на борту аппарата комплект инструментов SAM зарегистрировал присутствие органических молекул.

Здесь нашлись и алифатические, и ароматические соединения, а также производные тиофена — цикла, содержащего четыре атома углерода и один серы. На Земле тиофены можно найти в составе угля и сырой нефти (продуктов биогенного происхождения), кроме того, их производят некоторые микробы и грибы. Однако тогда ученые сочли, что марсианские молекулы имеют «неживую» природу и образовались в результате геохимических процессов.

В своей новой статье, опубликованной в журнале Astrobiology, Шульце-Макуч и его коллега Якоб Хайнц (Jacob Heinz) рассмотрели альтернативные пути образования тиофенов на Марсе.

Авторы отмечают, что, во-первых, эти молекулы могли быть просто принесены на планету метеоритами. Кроме того, они могли образоваться и на Марсе, но без участия живых организмов, в ходе реакции соединений серы с углеводородами. Например, в далеком прошлом, пока Марс оставался геологически активен, серу могли выбрасывать вулканы: ее и сегодня достаточно на поверхности планеты. Другие участники реакции, органические молекулы, могли быть доставлены теми же метеоритами или образоваться на месте. Возможность абиогенного синтеза несложной органики сегодня не вызывает больших вопросов.

Однако авторы замечают, что для нужной восстановительной реакции сера должна выступать нуклеофильным донором электронов. Но марсианская сера — это почти всегда сульфаты, и сера в них, наоборот, является электрофилом. Прежде чем она сможет реагировать с образованием тиофенов, сульфаты необходимо восстановить. Это требует высоких температур и вполне возможно при достаточно вулканической активности.

Но кроме того, на Земле такую реакцию активно проводят грибы и микроорганизмы, сульфатредуцирующие бактерии и археи, в бескислородных условиях превращающие сульфат в сероводород, готовый для нужных реакций. По мнению авторов работы, такой путь образования тиофенов вполне подходил и для древнего, теплого и влажного Марса.

«Мы определили несколько биологических путей образования и распада тиофенов, которые выглядят более вероятными, чем чисто химические, но нам нужны новые доказательства», — говорит профессор Шульце-Макуч.

По мнению ученого, найти такие доказательства может новый марсоход Rosalind Franklin, который готовится к запуску в июне, в составе совместной российско-европейской миссии «ЭкзоМарс-2020». Аппарат вооружен более совершенным инструментом для анализа органических молекул MOMA, который использует более щадящие методы, нежели SAM на американском Curiosity.

По мнению ученых, он сможет выяснить больше важных деталей о составе и свойствах тиофенов и другой марсианской органики, в том числе изотопный состав углерода и серы, который даст новые указания на их происхождение.