Анализ химического состава образцов, собранных марсоходом NASA Curiosity, позволил заглянуть в далекое прошлое Марса — около 3,7 млрд лет назад, когда планета была гораздо теплее и богаче водой. Изучив соотношение изотопов кислорода, международная команда ученых пришла к выводу, что древнее озеро в кратере Гейла на Марсе высохло намного раньше, чем предполагалось на основании анализа собранных со дна осадочных пород, пишет Phys.org.
Испарение, привычное явление на Земле, несет ценные ключи к разгадке древней марсианской атмосферы. Следы испарения, выявленные в изотопном составе воды, полученной из глиняных минералов марсианского грунта, свидетельствуют о том, что воздух на планете был теплым, хотя и сухим, что стимулировало исчезновение водоемов. «Определение “теплый” условно. Температура превышала точку замерзания всего незначительно, но ее было достаточно, чтобы могли протекать интересующие астробиологов предбиологические реакции», — комментирует Эми Хофманн, научный сотрудник Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения NASA (JPL).
Тот временной отрезок стал периодом бурных перемен в истории Марса. Планета проходила стадию масштабного климатического сдвига, но изучение породы в кратере Гейла показывает, что поверхность Марса все еще испытывала воздействие химического выветривания, а вода в местных озерах обладала практически нейтральным уровнем кислотности и низкой соленостью. Если учесть наличие простейших органических соединений, ранее найденных в этих породах, получается среда, идеально подходящая для возникновения жизни.
Основное внимание в исследовании уделяется изотопам кислорода. Впервые выявлено заметное увеличение концентрации кислорода-18 в старых марсианских водоемах. Кислород-18 — это особая разновидность кислорода, тяжелее стандартного кислорода-16 из-за наличия двух дополнительных нейтронов. Во время испарения легкие молекулы воды с содержанием легкого кислорода преимущественно переходят в газовую фазу, оставляя жидкость с повышенным содержанием более тяжелого кислорода.
Команда ученых проанализировала пробы, добытые марсоходом Curiosity в промежутке с 2012 по 2021 год в регионе кратера Гейла. Предполагается, что эта глубокая долина когда-то вмещала большое озеро. Образцы глинистых минералов, выбранные марсоходом, отлично сохраняют первоначальный изотопный состав кислорода и водорода с момента их формирования.
Несмотря на близкое сходство атмосферного состава изотопов кислорода Марса и Земли, исследование показало значительное преобладание тяжелых изотопов кислорода в воде, содержащейся в глинистых минералах. Это наблюдение подтверждает, что процесс испарения активно происходил в кратере Гейла в эпоху формирования рассматриваемых пород. «Открытие, совершенное командой марсохода Curiosity, — существенный вклад в наше длительное стремление понять, как вода формировала поверхность Марса, проявляя черты, близкие к земным, но вместе с тем обладающие уникальными особенностями и последствиями», — заключают авторы исследования.
Ранее ученые из России провели фотогеологический анализ долины на Марсе и доказали, что в разные эпохи на Красной планете текли реки талой воды после метеоритных ударов и вулканических извержений.
