RW Space

Ученым давно известно, что на Марсе в прошлом было много воды, но не было единого мнения о том, что было более распространено: вода в жидком состоянии или в твердом, в форме льда? Была ли температура достаточно высокой, чтобы позволить воде течь? Это происходило в течение длительного периода или просто случайно? Поверхность была пустынной или замерзшей? Теплые условия как нельзя лучше бы способствовали существованию жизни, и новое исследование подтверждает существование подобных условий на Марсе в прошлом.

Сравнение моделей выпадения минералов на красной планете с аналогичными выпадениями на Земле подтверждает идею о том, что ранние периоды развития Марса был один или несколько длительных периодов, в которых преобладали ливни и текущая вода, и только потом эта вода замерзла.

Представляя результаты, полученные сегодня на конференции по геохимии в Гольдшмидте в Барселоне, профессор Брайони Хорган (Университет Пердью) сказал: «Мы знаем, что были периоды, когда поверхность Марса замерзла; мы знаем, что были периоды, когда вода текла свободно. Но мы точно не знаем когда были эти, и как долго они длились. Мы никогда не отправляли беспилотные миссии в районы Марса, которые могут показать нам эти самые ранние породы, поэтому нам нужно использовать науку о Земле с целью понять геохимию того, что там могло произойти на Марсе.

Наше исследование выветривания в радикально различных климатических условиях, таких как каскады Орегона, Гавайи, Исландия и другие места на Земле, может показать нам, как климат влияет на структуру осаждения минералов, подобных тем, что мы видим на Марсе. Здесь, на Земле, мы находим осаждение кремнезема в ледниках, которые характерны для талой воды. На Марсе мы можем идентифицировать подобные залежи кремнезема в более молодых областях, но мы также можем видеть более старые области, которые похожи на глубокие почвы возникшие от теплого климата на Земле. Это наводит нас на мысль, что на Марсе 3-4 миллиарда лет назад у нас была общая медленная тенденция от теплого к холодному, с периодами оттаивания и замерзания.

Если это так, то это безусловно важно при поисках признаков жизни на Марсе. Мы знаем, что строительные блоки жизни на Земле появились очень скоро после формирования Земли, и что текущая вода необходима для развития жизни. То есть проточная вода на Марсе увеличила бы вероятность того, что простая жизнь могла развиться примерно в то же время, что и на Земле. Мы надеемся, что миссия на Марс 2020 сможет более внимательно изучить эти минералы и позволит точно ответить, какие условия существовали в тот момент, когда Марс был еще молод».

Анализ геологии поверхности Марса подтверждает тенденцию перехода от теплого к холодному климату, но сами климатические модели этого не поддерживают из-за ограниченного тепла, исходящего от молодого Солнца. «Если наши выводы верны, то мы должны продолжать работать над климатическими моделями Марса с целью включить некоторые химические или геологические или другие процессы, которые могли бы согреть молодую планету», — сказал Хорган.

Исследовательская группа сравнила земные данные с марсианскими минералами, обнаруженными с помощью спектрометра NASA CRISM, который в настоящее время находится на орбите Марса, и который может удаленно определять поверхностные химические вещества там, где когда-то была вода. Они также взяли данные с марсохода Curiosity. Профессор Хорган является одним из исследователей миссии «Марс 2020», которая должна начаться в июле 2020 года и начать исследование кратера Джезеро в феврале 2021 года.

Комментируя, профессор Скотт МакЛеннан (Университет Стони Брук) сказал: «Что особенно интересно в этой работе, так это то, что она использовала хорошо понятые геологические процессы, основанные на Земле, из регионов, которые являются хорошими аналогами для Марса. Результаты не только имеют смысл с точки зрения развития модели эволюции климата для Марса, но также продемонстрировали возможный механизм формирования наиболее интересных, но сбивающих с толку и некристаллических компонентов, которые были обнаружены во всех образцах, проанализированных до сих пор марсоходом Curiosity». (Профессор МакЛеннан не принимал непосредственного участия в этой работе; это независимый комментарий.)

Древние сети долин и отложения озер на Марсе являются четким свидетельством того, что когда-то жидкой воды было много на поверхности, но не понятно был ли климат, влажным или холодным. Мы предполагаем, что минералогическая запись Марса может предоставить новые ограничения на палеоклимат. Здесь мы сообщаем о серии исследований с использованием образцов с аналоговых территорий Марса на Земле, чтобы лучше понять влияние климата на минералогию выветривания. Выветривание в альпийских ледниковых условиях Орегонских каскадов обусловлено частым таянием, а вода и отложения имеют низкое время пребывания в ледниковой системе. Обильные продукты изменения в прогляциальных ландшафтах включают кремнеземные покрытия на коренной породе и плохо кристаллические силикаты в ледниковых отложениях. Предварительные результаты мафических отложений на холодных окраинах антарктического ледяного щита также показывают плохо кристаллические силикаты, что согласуется с атмосферным воздействием переходного расплава.

Аналогичные тенденции наблюдаются в земных мафических почвах: от кристаллических глинистых минералов в почвах с теплым климатом до слабо кристаллических фаз в почвах с холодным климатом. Признаки диоксида кремния, которые были обнаружены с орбиты Марса присутствуют в районах Амазонки, а марсоход Curiosity определил богатые кремнеземом плохо кристаллические материалы в отложениях гесперианского озера в кратере Гейл. Ученые предполагают, что эти аморфные фазы на Марсе могли образоваться и в холодном климате во время временных оттепелей. Тем не менее, наиболее распространенными признаками Ноахских изменений являются кристаллические глинистые минералы в композиционно-зонированных стратиграфиях, для которых наиболее близкими земными аналогами являются профили глубокого выветривания, которые, как известно, образуются только в условиях постоянных дождевых климатов. Эти наблюдения предполагают наличие по крайней мере одного продолжительного климатического периода с оптимальными условиями для существования жизни в Ноахе, но анализ на месте детонационных отложений Ноаха на Марсе 2020 будет необходим для того, чтобы определить, преобладали условия ледников или нет.