Марсоход Curiosity, исследующий кратер Гейла, преподнес очередной сюрприз, который может стать ключевым в многолетней дискуссии о климате раннего Марса. Анализ собранных ровером данных выявил значительное содержание чистого сидерита – карбоната железа – в древних породах. Это открытие стало весомым аргументом в пользу гипотезы о том, что некогда атмосфера Красной планеты была насыщена углекислым газом (CO2), который впоследствии высвободился из горных пород.
Марсианский климат в древности
На протяжении десятилетий ученые выдвигали различные, порой противоречивые сценарии климата молодого Марса. Одни предполагали, что планета была теплым и влажным миром, способным поддерживать существование жидкой воды на поверхности в течение длительных периодов. Другие склонялись к модели холодного и сухого Марса с кратковременными теплыми интервалами, когда вода могла временно появляться. Существовала и гипотеза о том, что на раннем Марсе могли на короткие промежутки времени устанавливаться условия, отдаленно напоминающие земные. Разрешить эти научные баталии помогают кропотливые исследования минерального состава марсианских пород, обнаруженных планетоходами.
Новые подсказки
В новом исследовании международная группа ученых детально изучила данные, собранные Curiosity в кратере Гейла – гигантской ударной впадине, которая, по мнению ученых, миллиарды лет назад была озером. Обнаруженный сидерит (FeCO3) образуется в нейтральной или щелочной среде, богатой углекислым газом и железом. Само обнаружение этого минерала в древних отложениях кратера Гейла является важным свидетельством геохимических условий, существовавших на раннем Марсе.
Известно, что молодая Красная планета обладала значительно более плотной атмосферой, чем сегодня, от которой к настоящему времени практически не осталось следа. Чтобы реконструировать условия, царившие на заре существования Марса, ученым необходимы дополнительные “подсказки из прошлого”. К счастью, непрекращающаяся бомбардировка метеоритами и процессы выветривания обнажили древние слои марсианских пород, которые стали доступны для исследований.
Геохимическая летопись
Предыдущие исследования, также основанные на данных Curiosity, показали, что залегающие на небольшой глубине магниевые смектитовые глины сформировались в гидротермальных водах с нейтральным или щелочным pH. Интересно, что катионы магния в смектите обладают способностью к гидратации, вызывая набухание глин.
Еще глубже, в долине Маврт, орбитальный спектрометр CRISM обнаружил магниевые смектиты, перекрытые толщей обогащенных железом глин. В этих железистых смектитах были найдены прослойки осадочных отложений, содержащих сульфаты, для образования которых необходима уже слабокислая среда. Это открытие указало на смену геохимических условий на планете, свидетельствуя о существовании периодов с повышенной кислотностью.
Новый пазл от Curiosity
Анализ данных, переданных Curiosity из района бурения на горе Шарп в кратере Гейла, выявил значительное содержание сидерита в магний-сульфатных прослоях – от пяти до десяти процентов по весу. Curiosity провел бурение четырех скважин на разных глубинах, охватывая переход от древнего дна озера к подвергшейся выветриванию поверхности, и проанализировал образцы на месте с помощью рентгеновского дифрактометра.
Наличие сидерита в слоях с сульфатами говорит в пользу наступления кислотной среды на определенном этапе истории кратера Гейла. В этих условиях сидериты могли частично растворяться, высвобождая в атмосферу значительное количество углекислого газа. Увеличение концентрации CO2 в атмосфере, в свою очередь, должно было усилить парниковый эффект, способствуя удержанию тепла и стабилизации жидкой воды на поверхности планеты, если она существовала.
Соединив воедино новые и ранее полученные данные, авторы исследования предлагают следующую картину эволюции геохимических условий в кратере Гейла. Около четырех миллиардов лет назад в нейтральных или щелочных условиях сформировались магниевые смектиты и сидериты. Позднее воздействие кислых вод привело к частичному растворению сидеритов и образованию сульфатов. При этом в отложениях глин возросло содержание ионов железа. Часть этого железа окислилась, образовав богатые железом магниевые смектиты и нонтрониты (разновидность смектитов, содержащая ионы Fe3+), в то время как остальное выпало в осадок в виде оксидов или гидроксидов железа.
Таким образом, новые данные, полученные Curiosity, подтверждают гипотезу о существовании на раннем Марсе активного круговорота углерода, который играл ключевую роль в формировании климата планеты.
The post На Марсе обнаружены большие запасы углекислого газа appeared first on Русская семерка.