Земные микробы могут пережить высадку на Луне — Южный полюс оказался менее губительным, чем считалось
Южный полюс Луны оказался менее губительным для земных микроорганизмов, чем принято считать. Учёные сопоставили данные о выживаемости 5 родов микробов с картами температуры и ультрафиолетового излучения, построенными по данным лунных аппаратов, и обнаружили участки, где такие организмы могут сохранять жизнеспособность. В исследовании речь идёт именно о выживании, а не о размножении: микробы могут находиться в криптобиотическом состоянии (неактивном состоянии, позволяющем переждать неблагоприятные условия).
Ультрафиолет и температура на некоторых участках недостаточно суровы для уничтожения микроорганизмов, которые могут попасть на поверхность вместе с будущими лунными миссиями
Особенно важным оказался рельеф. На экваториальных участках Луны условия почти повсеместно считаются слишком суровыми из-за интенсивного ультрафиолета и высоких температур, однако у полюсов низкое положение Солнца над горизонтом и многочисленные элементы рельефа создают затенённые области с гораздо меньшим облучением.
Для расчётов использовали данные инфракрасного прибора Diviner на борту Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), карты рельефа с лазерного высотомера LOLA и модели освещённости с разрешением до 5 м на пиксель.
Авторы проверили 5 родов микроорганизмов: Bacillus (Бациллы), Deinococcus (род экстремофильных бактерий), Staphylococcus (Стафилококк), Aspergillus (Аспергилл, род микроскопических плесневых грибов) и Fusarium (Фузариум, род микроскопических почвенных грибов). Среди них есть как распространённые микробы, которые были обнаружены в пилотируемых космических аппаратах, так и экстремофилы, способные выдерживать условия космической среды. Для выбранных организмов основным фактором уничтожения на поверхности Луны оказалось ультрафиолетовое излучение, тогда как низкие температуры, вакуум и потоки энергичных частиц на рассматриваемых временных интервалах существенно меньше ограничивают выживаемость.
A) Карта выживаемости микроорганизмов показывает, какие виды могут сохраняться в области кратера де Жерлаш не менее 1 земных суток с учётом рассеянного ультрафиолета. Aspergillus занимает наибольшую площадь потенциального выживания, за ним следуют остальные виды в порядке уменьшения устойчивости. B) Карта продолжительности выживания Aspergillus в днях. Наиболее благоприятные участки (жёлтым) поддерживают выживание в течение максимального смоделированного периода — не менее 7 земных суток. Более тёмные области соответствуют меньшей продолжительности. // Источник изображения: DOI:10.1126/sciadv.aec0811
На участках, выбранных для будущих экспедиций, наиболее устойчивым оказался гриб Aspergillus. В незатенённых областях он потенциально может сохраняться на 2–9% поверхности летом и на 15–30% зимой. Примерно 3% территории в каждом из 3 рассмотренных районов могут оставаться пригодными для его выживания как минимум в течение 7 земных суток. При этом постоянно затенённые области (PSR), куда не попадает прямой солнечный свет, оказываются ещё более благоприятными. В отдельном расчёте для PSR в районе кратера де Жерлаш все 5 изученных родов могли сохраняться на некоторых участках более недели даже с учётом рассеянного ультрафиолета.
Потенциальная выживаемость микроорганизмов в полярных областях Луны. Верхний ряд показывает суммарную дозу ультрафиолетового излучения за 24 часа в полярных районах Луны. Нижний ряд показывает участки, где каждый из изученных микроорганизмов может выживать с учётом предельных значений прямого ультрафиолетового облучения и максимальной летней температуры. Постоянно затенённые области (чёрным) считаются пригодными для выживания всех изученных микроорганизмов. A) Увеличенный участок северного полюса с зонами потенциального выживания нескольких видов возле крупных постоянно затенённых областей. B) Увеличенный участок северного полюса, где зоны выживания разных видов перемежаются с участками менее благоприятных условий. C) Участок южного полюса в районе де Жерлаш с зонами потенциального выживания нескольких видов вокруг постоянно затенённой области. D) Участок южного полюса, где зоны выживания нескольких видов или только Aspergillus перемежаются с большими территориями с менее благоприятными условиями. Белые квадраты на нижних изображениях отмечают районы посадки Artemis III. // Источник изображения: DOI:10.1126/sciadv.aec0811
Результат важен прежде всего для ближайших лунных миссий. Микроорганизмы могут попадать на поверхность вместе с людьми, скафандрами и оборудованием, в том числе через системы вентиляции и шлюзы. Если часть этих микробов действительно сохраняется в полярных областях, то они способны повысить уровень органического загрязнения именно там, где планируют искать летучие вещества, пребиотические соединения [молекулы, способные быть предшественниками химии жизни] и воду.
Авторы подчёркивают, что работа не показывает возможность размножения микробов на Луне: для роста нужны условия, которых современная лунная поверхность, вероятно, не обеспечивает, прежде всего доступная жидкая вода. Исследование подчёркивает, что некоторые земные организмы могут переживать пребывание на поверхности достаточно долго, чтобы загрязнение от человеческой деятельности имело значение для научных наблюдений.
Поэтому будущие исследования Луны, согласно работе, требуют более точного контроля заноса земной жизни и более детального картирования потенциально пригодных для выживания участков. Причём такие зоны могут представлять интерес не только как области, которых следует избегать: их можно, наоборот, целенаправленно изучать и регулярно отбирать там образцы, чтобы понять, как долго микроорганизмы способны сохраняться на безатмосферном небесном теле.