Новые данные, собранные марсоходом NASA Curiosity, проливают свет на то, как в далеком прошлом Красная планета стала непригодной для жизни из-за изменения климата, которое привело к испарению или замерзанию поверхностной воды.
Мечты о Марсе
Еще не так давно идея о существовании жизни на Марсе считалась почти само собой разумеющейся. В худшем случае Марс считался умирающим миром, но далеко не мертвым. В своих романах Эдгар Берроуз изображал экзотических марсиан, верхом на восьминогих животных, пересекающих высохшие моря. Герберт Уэллс представлял Марс домом интеллектуальных существ, создающих боевые машины для вторжения на Землю. Серьезные ученые обсуждали существование каналов на Марсе и возможность того, что эти полосы являются результатом планетарных ирригационных работ для транспортировки воды от полюсов к городам на экваторе.
До середины 1950-х и 60-х годов предполагалось, что на Марсе существует какая-то форма жизни. Даже те ученые, которые настаивали на том, что Марс является мертвым миром, все еще считали его вероятным домом для мхов, лишайников и другой редкой растительности.
Увы, все эти мечты разбились. Сегодня Марс считается настолько негостеприимным для жизни, что любой, кто найдет на планете клочок лишайника, станет фаворитом на Нобелевскую премию.
Мертвая планета
Более полувека прямого изучения Марса армадой роботизированных орбитальных аппаратов и посадочных модулей подтвердили, что это мертвый мир. Если там когда-то и существовала жизнь, то она, вероятно, была не сложнее бактерий, которые вымерли два миллиарда лет назад. Однако некоторые все еще надеются, что некоторые экстремофильные микробы могут сохраниться в каком-то глубоко погребенном оазисе.
Что касается поверхности, то большая часть марсианской атмосферы давно сдуло в космос солнечными ветрами. Из-за этого горы и равнины Марса настолько сухие, что по сравнению с ними самая сухая пустыня Земли кажется тропическим лесом.
Однако около четырех миллиардов лет назад все было совсем иначе. В древнем прошлом у Марса была гораздо более плотная атмосфера, и на поверхности было столько воды, что там образовались озера, текли реки, а треть планеты была покрыта неглубоким океаном. Пока неясно, как долго это продолжалось и насколько стабильным был тот мир. Но по сравнению с сегодняшним днем с точки зрения возможной жизни это был рай.
Данные Curiosity
Один из ключевых вопросов для понимания истории Марса - что именно случилось с планетой и почему ее климат изменился настолько радикально.
Самой новой частью этой стали карбонаты, которые собранные роботизированным марсоходом Curiosity на дне кратера Гейла. Это кратер диаметром 154 км, который образовался в результате падения метеорита 3,5-3,8 миллиарда лет назад.
Геология показывает, что кратер содержал воду. Он содержит минералы, такие как глины, сульфаты и карбонаты, которые образуются во влажной среде. Образцы были собраны Curiosity с помощью его роботизированной руки и манипулятора и затем проанализированы приборами марсохода Sample Analysis at Mars (SAM) и Tunable Laser Spectrometer (TLS).
Образующиеся из углерода и кислорода карбонаты представляют особый интерес с точки зрения климата, потому что более тяжелые изотопы этих атомов имеют тенденцию сохраняться, в то время как более легкие улетучиваются в атмосферу при образовании карбонатов. Таким образом, соотношение этих изотопов формирует запись марсианского климата, которая включает температуру и кислотность воды, а также состав воды и атмосферы.
«Изотопные значения этих карбонатов указывают на очень большие объемы испарения, предполагая, что эти карбонаты, вероятно, образовались в климате, который мог поддерживать жидкую воду только временно. Наши образцы не согласуются с древней средой с жизнью (биосферой) на поверхности Марса, хотя это не исключает возможности подземной биосферы или поверхностной биосферы, которая началась и закончилась до образования этих карбонатов», - говорит Дэвид Бертт из Исследовательского центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
Сценарии развития Марса
По данным НАСА, соотношение изотопов указывают на два возможных сценария образования карбонатов. Первый сценарий заключается в том, что карбонаты образовались во время серии влажных/сухих циклов. Второй - что они образовались в очень соленой воде при холодных условиях. В первом сценарии условия на Марсе периодически становились то пригодными для обитаемости, то непригодными. Во втором случае жидкая вода все больше превращалась в лед, в то время как жидкая становилась все более соленой, так что она была столь же враждебна для жизни, как вода в Мертвом море.
А наиболее вероятно, что эти два сценария сочетались друг с другом.
«Тот факт, что эти значения изотопов углерода и кислорода выше, чем что-либо другое, измеренное на Земле или Марсе, указывает на то, что какой-то процесс (или процессы) был доведен до крайности. Хотя испарение может вызывать значительные изменения изотопов кислорода на Земле, изменения, измеренные в этом исследовании, были в два-три раза больше. Это означает две вещи: 1) Произошла экстремальная степень испарения, приводящая к тому, что эти изотопные значения стали настолько тяжелыми, и 2) Эти более экстремальные условия были сохранены, поэтому любые процессы, которые могли бы создавать более легкие изотопные значения, должны были быть значительно меньшими по величине», - поясняет Бертт.
Учитывая это, идея о том, что когда-то давно Марс мог быть зеленым и цветущим, кажется все более сомнительной.
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
