Современный Марс предстаёт перед нами как холодный и безжизненный мир — пустынная планета, чья поверхность усеяна камнями и песком, а жидкая вода на ней отсутствует. Это делает её крайне негостеприимным местом. Однако учёные уверены, что так было не всегда. В далёком прошлом климат Красной планеты мог быть совершенно иным.
С 2012 года марсоход NASA «Кьюриосити» исследует Марс, и одна из ключевых задач его миссии — понять, как планета, некогда богатая водой и потенциально пригодная для жизни, превратилась в суровую пустыню. В последние месяцы исследователи, используя бортовые инструменты марсохода — анализатор образцов (SAM) и перестраиваемый лазерный спектрометр (TLS), — изучили изотопный состав углеродосодержащих минералов в кратере Гейла. Эти данные дали новые подсказки о драматических изменениях древнего марсианского климата, которые в итоге сделали поверхность планеты непригодной для жизни.
Карбонаты из кратера Гейла: климатическая летопись
Изотопы — это атомы одного химического элемента с разной массой. В процессах испарения воды более лёгкие изотопы углерода и кислорода улетучиваются в атмосферу быстрее, а более тяжёлые — накапливаются и сохраняются в горных породах, таких как карбонаты. Именно поэтому учёных так интересует изотопный состав карбонатных минералов, найденных в кратере Гейла.
Обратите внимание: НАСА намерено отправить робо-пчел на Красную Планету.
Эти минералы действуют как своеобразные «климатические записи», сохраняя информацию о температуре, кислотности воды, а также составе воды и атмосферы в момент своего формирования миллиарды лет назад.Анализ показал, что изотопные характеристики карбонатов в кратере Гейла свидетельствуют об интенсивном испарении. Это говорит о том, что минералы могли образоваться в условиях, где жидкая вода существовала лишь эпизодически. Ведущий автор исследования Дэвид Бертт из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА пояснил:
«Наши образцы не соответствуют древней среде, в которой на поверхности Марса могла бы существовать устойчивая биосфера. Однако это не исключает возможности существования жизни в подповерхностных слоях или на поверхности до того, как сформировались эти карбонаты».
Гипотезы о климате Марса: два возможных сценария
Исследование предлагает два основных механизма, которые могли привести к образованию обнаруженных карбонатов в кратере Гейла:
- Циклическое чередование периодов увлажнения и высыхания в кратере.
- Формирование в условиях очень солёной и чрезвычайно холодной (криогенной) воды, близкой к точке замерзания.
Эти два механизма указывают на принципиально разные климатические условия древнего Марса и, соответственно, на разные сценарии его потенциальной обитаемости.
- Сценарий «влажно-сухо» предполагает, что в разные эпохи на Марсе могли возникать временные, но повторяющиеся условия, благоприятные для жизни.
- Криогенный сценарий с низкими температурами рисует куда менее гостеприимную картину: большая часть воды была бы замёрзшей, что сильно ограничивало бы возможности для химических реакций и, как следствие, возникновения или развития жизни.
Значение открытия и будущие исследования
Подобные климатические модели для Марса предлагались и ранее, на основе минералогических данных и глобального моделирования. Однако данное исследование впервые предоставляет прямые изотопные доказательства, подтверждающие эти сценарии, полученные непосредственно из образцов горных пород.
Уровень тяжёлых изотопов в марсианских карбонатах оказался значительно выше, чем в земных аналогах, и является рекордным для всех когда-либо изученных материалов с Красной планеты. По словам учёных, для формирования карбонатов с таким экстремальным изотопным составом требовался именно сухой, холодный и солёный климат с интенсивным испарением. «Хотя испарение на Земле также влияет на изотопы кислорода, в этом случае изменения были в два-три раза сильнее», — отметил Дэвид Бертт.
Таким образом, это исследование не только укрепляет гипотезу о сложном и изменчивом климатическом прошлом Марса, но и приближает нас к пониманию конкретных процессов, сделавших планету негостеприимной. Хотя данные указывают на то, что поверхность Марса была непригодна для жизни в период формирования этих карбонатов, многие вопросы остаются открытыми. Ключом к разгадке этих тайн, включая главный вопрос о существовании жизни на Марсе, станут будущие миссии, будь то новые марсоходы или долгожданные проекты по доставке образцов марсианского грунта на Землю.
Результаты исследования были опубликованы 9 октября 2024 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Сегодня мы видим Марс как пустынную планету, холодную и враждебную, с поверхностью, покрытой горами камней и песка, без текучей жидкой воды.