Марс - наш новый дом?

Дополнительный материал по астрономии для старшеклассников (учащихся 8-11 классов).
Тема:«Марс – наш новый дом?»
Автор: Волкова Татьяна Вениаминовна, преподаватель физики ГБОУ СПО «Волгоградский колледж ресторанного сервиса и торговли».
Цели:
1.Повысить интерес старшеклассников к изучению дисциплины «Физика»
2.Повысить желание учиться
3.Развитие познавательной активности студентов
4.Развитие творческого потенциала, заинтересованности в учебном процессе.
План:
1.Марсианские микроорганизмы на Земле.
2.Немного о простейших.
3.Анализ – между жизнью и смертью.
4.Марсианские яблоки.
Вопросы для обсуждения:
1.Марс и Антарктида, что общего?
2.Приживаемость микробов, что вы об этом знаете?
3.Что такое анабиоз?
4.Метеориты и бактерии. Как это совместить?
5.Марс – космическая Шамбала?
6.Освоение Марса, зачем это нужно?
7.Что характерно для современной биосферы Земли?Поскольку на Земле, по определению ученых, биосфера в далеком будущем исчезнет, человечеству придется подумать о новом доме. Не исключено, что им станет Марс, наиболее похожий на Землю и ближе всего к ней расположенный. Вот почему так упорно исследователи допытываются: есть (или была ли) на Марсе жизнь? Каковы же в связи с этим возможности приспособления планеты для жизни землян?
Городской чудак и гениальный самочудак К.Э.Циолковский мыслями жил там, в космосе, и звал туда же землян, предрекая им космическое будущее. Про Циолковского говорят: мол, был не в себе, у нас тут и на Земле дел хватает, зачем нам Солнечная система?
С точки зрения «человека жующего» звучит убедительно. Следует подумать и о выживании на планете. Ведь Земле – весьма хрупкая колыбель. Хрупкая колыбель Марс – это второй по значению центр, который мог бы стать местом постоянной жизни людей. Марс располагает огромной территорией, природными богатствами и открывает перспективы проникновения земной жизни в новую для нее нишу. Излишне говорить, что все это в совокупности даст грандиозный толчок и для развития земной науки, технике и технологии.
Жизнь на Марсе сурова: летом на экваторе температура доходит до +70С, но ночью падает до –1000С. На полюсах, покрытых снегом, температура воздуха и вовсе –1250С. Разряженная атмосфера планеты содержит в основном углекислый газ, атмосферное давление почти в 100раз меньше земного.
В этих условиях могут выжить простейшие микроорганизмы. Климат, подобный марсианскому, наблюдается у нас в Антарктиде. Температура до – 890С. Подо льдом же, где нет кислорода, и вовсе марсианские условия. Несмотря на это, простейшие микроорганизмы там уже нашли. Они находятся в анабиозе миллиарды лет. Их удалось «оттаять» и вернуть к жизни. В пробирке стали расти и размножаться.
В Антарктиде еще немало неизученных уголков, которые могут содержать особенно архаичные формы жизни, такие, как на Марсе. Речь идет о подледном озере, которое обнаружено на глубине 4км под советско-российской станцией «Восток» в Антарктиде в результате глубокого бурения, которое завершится в конце 2007года.
Кроме того, земные организмы помещали в марсианские условия, создав соответствующее давление, температуру и состав воздуха, - и они после анабиоза в столь суровом климате оживали. Это доказывает: на Марсе может быть простейшая жизнь. Осталось ее найти.
Различают 5 царств жизни. Первое царство – манера – состоит из прокариотов. Эти микроорганизмы – самые простые живые клетки, составляющие исходную форму биосферы Земли. Они столь примитивны по общему устройству, что даже не имеют необходимого для клетки ядра и хромосомного аппарата наследственности. По сути, это еще почти минеральные образования на границе живого с неживым.
Несмотря на простоту, удивляет их разнообразие и живучесть. Прокариоты включают в себя бактерии и цианабактерии (сине-зеленые водоросли), аэробные (требующие кислородной среды) и наоборот (живущие без кислорода) клетки. Хемосинтезирующие бактерии «питаются» аммиаком, водородом, соединениями среды, железа. Они могут жить в любой среде. Их не напугаешь спартанским марсианскими условиями. Вероятнее всего, на Марсе могут жить именно хемосинтезирующие микроорганизмы.
Именно микробы, способные к переработке минеральных элементов, первыми расселились на Земле в местностях, пострадавших от извержения вулкана Кракатау в 1883г и даже – на атолле Бикини после проведенных там в 1946 и 1954гг американцами испытаний и водородной бомб, которые выжгли в округе все живое. Микробы прижились!
Таким образом, важнейшая функция прокариотов (монеры) в биосфере планеты состоит в вовлечении в жизненный цикл новых неорганических материалов, регулировании состава атмосферы и освоении лишенных всякой жизни территорией. Прекрасные кандидаты на заселение Марса, если даже на нем сейчас нет микроорганизмов – аборигенов.
Остальные четыре царства идут за пионером – прокариотами – и заселяют уже освоенную теми территорию. Это эукариотные организмы, то есть организмы, состоящие из ядросодержащих клеток, другими словами «нормальные» по строению живые образования. К ним относится практически все известные нам живое царство: простейшие (одноклеточные), грибы, растения, животные и человек.
Если какие-либо из этих видов (например, одноклеточные) и существуют в не совместимых с жизнью марсианских условиях, то, возможно, где-то на большой глубине под почвой водоемах.
Анабиозом называется охлаждение организма до температур, не совместимых с жизнью, но отличающееся от необратимой смерти сохранением структуры живой клетки. Впоследствии при создании благоприятных условий организм может выходить из своей «спячки» и оживать.
Понятно, что прокариотам и простейшим клеткам анабиоз так же не страшен, как нам – прохладный душ. У них все просто: уснул при 1-1500; проснулся при +200. Другое дело сложные эукариоты: насекомые, растения, животные.
Профессор С.Н. Мацко, известный специалист по анабиозу, указывал, что температуры ниже –1500С без всякой предварительной подготовки (например, высушивания) способы переносить и многоклеточные сложные организмы: ветви растений, целые растения, насекомые (гусеницы). Сейчас конскрвируют в жидком азоте клетки костного мозга и лимфу человека.
Были обнаружены ожившие бактерии возрастом в 180млн лет в залежах соли, а также в гробницах индейцев майя. Находили «ожившие» бактерии в янтаре и каменном угле (не исключено, что приспособились к такой жизни).
Наконец, открыты микроорганизмы в метеоритах. В 1984 году в Антарктиде был найден метеорит, который посчитали прилетевшим с Марса. По данным НАСА, он сформировался в его коре от полутора до трех с половиной миллиардов лет назад. Затем более 100млн лет назад ударом астероида или крупного метеорита был выбит с поверхности в космос и приземлился в Антарктиде.
Дело в том, что в структуре метеорита АНL 84001 нашли образования, напоминающие бактерии. Если это действительно микроорганизмы, то они находятся в анабиозе, и их можно оживать. Более того, обнаружены следы жизнедеятельности анаэробов: органические соединения, а также частицы оксида и сульфида железа – продукт переработки и обмена веществ прокариотов.
Если метеорит действительно пропутешествовал к нам с Марса, можно уверенно утверждать: на ближайшей к нам планете миллионы лет назад была простейшая жизнь.
С большей долей оптимизма можно предположить, что на остывающем Марсе (а он когда-то был теплым, подобно Земле) если и была жизнь, то сложные организмы сегодня можно обнаружить в состоянии анабиоза. Не исключено: Марс сейчас представляет собой эдакую космическую Шамбалу, где навеки застыли высшие формы жизни, ждущие часа своего избавления от холодного сна. Почему бы и нет?
Если мы не найдем даже простейшую жизнь на Марсе, он все равно рано иди поздно получит биосферу. Но произойдет это уже благодаря вмешательству человека.
А такие планы возникли уже давно.
Конечной целью и советской, и американской космических программ 1960-х годов было освоение Марса. Все отдельные достижения были лишь звеньями этого неосуществленного замысла.
Как планировалось приспособить суровый климат Красной планеты к будущим земным десантам? Какие ресурсы и срок для этого отводились?
В 1980 – х годах был разработан план, по которому климат Марса изменялся в два этапа: согревание планеты и приспособление ее атмосферы для дыхания.
Ледяные шапки планеты, состоящие из твердой углекислоты на полюсах Марса, должны быть растоплены. Для этого их покроют угольным порошком. Поглощение солнечных лучей в результате изменения отражательной способности вызывает тепличный эффект, при котором СО2 и водяной пар выделятся в разряженную атмосферу, уплотняет ее и приведут к потеплению на планете.
Повышение температуры атмосферы и поверхности позволит заселить марс простейшими прокариотами – сине-зелеными водорослями. Эти микроорганизмы будут выделять кислород в атмосферу, что еще повысит атмосферное давление и в перспективе сделает воздушную среду пригодной для дыхания.
Этот этап должен был занять 200 – 300 лет.
Второй этап обогрева планеты более энергоемок. На это отводилось в 40 раз больше времени. В масштабах жизни одного человека обо всем этом рассуждать несерьезно. Но в перспективе существование земной цивилизации – тысячелетия представляются вполне обозримым сроком.
Дело в том, сто, как установлено биологами, современная биосфера Земли, сложившаяся естественным путем, постепенно деградирует, и ее конец неизбежен (хотя и через тысячелетия). Ученые начали понимать, что конец планеты Земля может наступить гораздо раньше Конца света и вся история развития завершится тупиком. Зависит это от многих факторов: космических, техногенных, биологических. Придется искать новый дом. Его видят в Марсе.
Одна из задач планируемого в первой четверти XXI века полета к Марсу – исследовать возможности адаптации планеты к жизни человека, пока в органических пределах марсианских поселений. А уже постоянные жители планеты, надо надеяться, будут выращивать под куполами станцией самые настоящие марсианские яблоки «Жаль только, жить в эту пору прекрасную не доведется ни мне, ни тебе …» - как сказал поэт.

Литература
1.М.Я. Букаев «Современные представления о Марсе» М. «Просвещение», 1997г.
2.Г.В. Долгатин «Марсианские хроники» М.: «Наука», 2010г.
3.В.А. Курилов «Земные изменения и перспективы» М.: «Наука», 2009г.
4.Журнал «Чудеса и приключения» №4 стр 18 –20 2006г.

Рекомендуем посмотреть:

Космическая философия Циолковского Солнечная Система. Фоторепортаж Задания для оценки знаний по разделу «Основы астрономии» с ответами, 9 класс Внеурочное занятие в 6 классе с презентацией. Ориентирование на местности с помощью небесных светил