Ученые разработали новые аналитические инструменты, которые позволят глубже понять загадочную историю атмосферы Марса – и выяснить, могла ли на планете когда-либо существовать жизнь.
Эта новая работа поможет астробиологам определить щелочность, pH и изотопный состав атомов азота в водах древних озер, морей и океанов на поверхности Марса, а также рассчитать содержание диоксида углерода в атмосфере этой планеты в древности.
Имеющиеся у ученых данные указывают на существование воды в жидкой форме на Марсе примерно 4 миллиарда лет назад. Однако непонятным остается, как на поверхности планеты, настолько далекой от Солнца, могло быть накоплено столько тепла, чтобы вода не замерзала на протяжении достаточно продолжительного периода времени.
Ключом к нагреву планеты является наличие достаточно большого количества в атмосфере парниковых газов, например, таких как диоксид углерода. Однако выяснить состав атмосферы древнего Марса, чтобы определить содержание в ней этого газа, сегодня не представляется возможным. Вместо этого группа исследователей, включающая Кристофера Тино (Christopher Tino), магистранта Калифорнийского университета в Риверсайд, США, в новой научной работе провела сравнение древнего марсианского кратера с похожим на него кратером, расположенным на поверхности Земли, и пришла к интересным выводам.
В этой работе исследователи изучили кратер Нёрдлингенский Рис, расположенный в южной части Германии. Этот кратер, сформированный около 15 миллионов лет назад в результате падения метеорита, демонстрирует хорошо сохранившиеся слои горных пород и минералов. На Марсе новый ровер Mars 2020 совершит посадку в таком же структрированном, хорошо сохранившемся древнем кратере. В обоих кратерах ранее находилась вода, поэтому их химические составы удобно сравнивать между собой.
Согласно Тино, существование на Марсе в древности богатой кислородом атмосферы представляется маловероятным, однако некоторые микроорганизмы могли выжить в условиях нейтрального уровня pH и высокой щелочности (способности среды сопротивляться изменению pH). Эти условия подразумевают высокий уровень диоксида углерода в атмосфере.
Породы из кратера Рис имеют высокие значения отношения между различными изотопами азота, указывающие на высокий pH. Минералы в этих древних осадочных породах также указывают на высокую щелочность.
Однако марсианские образцы, минералы которых указывают на высокую щелочность и низкий pH, требуют экстремально высокого содержания диоксида углерода в атмосфере. Полученная в результате этого анализа оценка концентрации диоксида углерода в атмосфере древнего Марса поможет оценить правдоподобие гипотезы о существовании воды на его поверхности миллиардв лет назад.