Исследование подняло вопрос о субарктическом климате на Марсе
Вопрос о существовании жизни на Марсе в прошлом уже несколько десятилетий волнует не только научное сообщество, но и широкую общественность. Фундаментом этих изысканий служит понимание климатических условий Красной планеты, которая, согласно данным космических экспедиций, располагала жидкой водой на своей поверхности примерно три миллиарда лет назад.
Недавнее исследование предоставило свидетельства того, что древний Марс характеризовался не теплым и влажным, а холодным, ледяным и засушливым климатом. Это открытие базируется на анализе образцов из кратера Гейл, проведенном марсоходом НАСА Curiosity. Полученные данные обнаруживают сходство с почвами Ньюфаундленда в Канаде — региона с субарктическим климатом.
Кратер Гейл на Марсе, имеющий диаметр около 154 км, демонстрирует многочисленные признаки присутствия воды на протяжении своей истории. Ученые стремятся понять, какие условия окружающей среды преобладали, когда он был заполнен водой.
С 2012 года марсоход НАСА Curiosity исследует этот кратер, собирая критически важные данные о марсианской почве и горных породах. Одним из наиболее значимых открытий стало обнаружение так называемого рентгеноаморфного материала. Эти вещества, составляющие от 15 до 73% проанализированных образцов, не обладают повторяющейся атомной структурой, характерной для кристаллических минералов, и поэтому не поддаются легкой идентификации методом дифракции рентгеновских лучей.
Энтони Фельдман, специалист в области почвоведения и геоморфологии из Института исследования пустынь (DRI), сравнивает рентгеноаморфные материалы с "супом из различных элементов и химических веществ, наложенных друг на друга". Химический анализ образцов из кратера Гейл показал, что эти материалы богаты железом и кремнием, но бедны алюминием, что указывает на специфические условия окружающей среды во время их формирования.
Для лучшего понимания этих условий Фельдман и его коллеги изучили аналогичные почвы в трех земных локациях: Нагорье Национального парка Грос Морн в Ньюфаундленде (Канада) с субарктическим климатом, горы Кламат в Северной Калифорнии со средиземноморским климатом и район Пикхандл-Галч на западе Невады с пустынным климатом. Только почвы Ньюфаундленда с его холодным субарктическим климатом продемонстрировали химические и структурные характеристики, сходные с грунтом кратера Гейл.
Данный метод исследования применяется для идентификации уникальных минеральных структур, однако он малоэффективен при анализе аморфных веществ. Энтони Фельдман, специалист в области почвоведения и геоморфологии из Института исследования пустынь (DRI), характеризует рентгеноаморфные материалы как сложную смесь разнообразных элементов и химических соединений, переплетающихся между собой.
Химическое исследование проб из кратера Гейл выявило высокое содержание железа и кремния в этих материалах при низком уровне алюминия, что свидетельствует об уникальных условиях окружающей среды в период их формирования.
Для более глубокого понимания этих условий Фельдман со своей командой провел сравнительный анализ схожих почв в трех земных локациях:
Возвышенность в Национальном парке Грос Морн (Ньюфаундленд, Канада) с субарктическим климатом.
Горный массив Кламат в Северной Калифорнии, отличающийся средиземноморским климатом с засушливым жарким летом и прохладной влажной зимой.
Местность Пикхандл-Галч на западе Невады с пустынным климатом.
Результаты показали, что только почвы Ньюфаундленда, характеризующиеся холодным субарктическим климатом, продемонстрировали химические и структурные свойства, аналогичные грунту кратера Гейла.
Это наблюдение позволяет предположить, что вода, некогда присутствовавшая в кратере Гейл во время геологической активности Марса, вероятно, существовала в условиях холодного, близкого к ледниковому климата. Такой вывод противоречит гипотезе о теплом и влажном Марсе, указывая вместо этого на субарктические условия, подобные тем, что наблюдаются в земных регионах, таких как Ньюфаундленд или Исландия.
Рентгеноаморфные материалы считаются относительно нестабильными из-за отсутствия упорядоченной кристаллической структуры атомов. Однако низкие температуры замедляют кинетические процессы, что способствует сохранению этих веществ в геологических масштабах времени. Именно этим объясняется их обнаружение марсоходом Curiosity на поверхности Красной планеты.
Данное открытие имеет ключевое значение для понимания процессов формирования и сохранения аморфных материалов в холодных условиях, а также предоставляет важную информацию о климатических особенностях Марса. Оно позволяет выдвинуть гипотезу о возможном ледниковом периоде на планете, когда среднегодовая температура была близка к нулевой отметке.
Данное открытие играет ключевую роль в понимании механизмов формирования и консервации аморфных материалов в холодной среде. Однако еще более важным аспектом является то, что оно предоставляет ценную информацию о климатических условиях на Марсе.
Полученные данные позволяют выдвинуть гипотезу о возможном существовании на Марсе ледникового периода, когда средняя годовая температура приближалась к нулевой отметке. Эти выводы не только ставят под сомнение теорию о теплом и влажном Марсе, но и открывают новые перспективы для исследования климата и потенциальной обитаемости планеты в различные периоды ее существования.
Осмысление древних экологических условий Марса имеет критическое значение для решения вопроса о возможности зарождения жизни на этой планете. Каждое новое открытие вносит свой вклад в формирование более полной и детальной картины геологической и климатической эволюции Марса.
Результаты исследования, опубликованные в научном издании Communications Earth & Environment, представляют собой очередной шаг на пути к разгадке тайн Красной планеты. Они не только расширяют наши знания о прошлом Марса, но и создают основу для будущих исследований, направленных на поиск следов жизни и понимание процессов планетарной эволюции в масштабах Солнечной системы.