Исчезнувшая атмосфера Марса может «скрываться на виду»: что выяснили ученые

Ученые заявили о том, что атмосфера Марса может скрываться у всех на виду. По их словам, она была поглощена минералами, расположенными на поверхности Красной планеты, сообщает Space.com.

И если атмосфера Марса действительно «ушла в землю» три миллиарда лет назад, это может объяснить, как соседняя с нами планета стала настолько отличной от Земли, потенциально потеряв способность быть домом для жизни.

По мнению ученых, Красная планета не всегда была засушливой и бесплодной, как сегодня. Марсоходы Perseverance и Curiosity, которые занимаются изучением планеты сейчас, обнаружили, что 4,6 миллиарда лет назад на ней существовало большое количество воды. Но для того, чтобы на Марсе была вода, у него должна была быть атмосфера, которая не давала этой воде замерзать. И на протяжении десятилетий ученых волновал вопрос, куда эта атмосфера исчезла.

Группа исследователей считает, что ответ все это время был под носом у Curiosity и Perseverance. Ученые считают, что когда вода существовала на Красной планете, она просачивалась через определенные типы горных пород и запускать медленную серию реакций, которые поглощали углекислый газ из атмосферы. Затем он преобразовывался в метан, форму углерода, и оказался заперт в глинистой поверхности Марса.

«Основываясь на наших выводах на Земле, мы показываем, что похожие процессы, вероятно, происходили на Марсе и что обильные количества атмосферного углекислого газа могли преобразоваться в метан и быть изолированными в глинах. Этот метан все еще может присутствовать и, возможно, даже использоваться в качестве источника энергии на Марсе в будущем», - заявил Оливер Ягуц, профессор геологии на кафедре наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института (MIT EAPS).

Ягуц и его коллеги начали свое исследование не на Марсе, а на Земле. Они пытались определить, какие геологические процессы управляют эволюцией твердого, но хрупкого внешнего слоя оболочки Земли, который охватывает кору и верхнюю мантию и известен как литосфера. Они сосредоточили свое внимание на типе поверхностного глинистого минерала, называемого «смектит», который очень эффективно улавливает углерод. Всего одно зерно смектита состоит из множества складок, в которых углерод может находиться и оставаться миллиарды лет, не смещаясь и не нарушаясь.

На Земле смектиты создаются движением литосферных плит. Тектоническая активность также подняла смектиты на поверхность планеты. При выходе на поверхность этот складчатый глинистый минерал втягивал углекислый газ, удаляя этот парниковый газ из атмосферы и помогая нашей планете остывать в течение миллионов лет.

Когда ученые переключили свое внимание на Марс, они заметили на поверхности смектитовое вещество. И это открытие подняло важный вопрос: поскольку на Красной планете отсутствует тектоническая активность, как на ней появился этот минерал?

Одной из подсказок было дистанционное обнаружение магматических пород с низким содержанием кремния в коре Красной планеты, называемых «ультраосновными породами». На Земле эти магматические породы создают смектиты, когда они подвергаются коррозии или «выветриванию» водой. На Марсе есть свидетельства существования древних рек, где вода могла течь и реагировать с подстилающей породой.

Затем команда использовала знания о взаимодействии воды и магматических пород на Земле, чтобы создать модель, применимую к Марсу. И она показала, что в течение миллиарда лет вода могла просочиться сквозь кору, чтобы вступить в реакцию с магниево-железным силикатом, который широко распространен в магматических породах и называется «оливин». Этот минерал богат железом, с которым кислород в воде мог бы связаться в процессе, высвобождая водород. Это окисленное железо, возможно, помогло придать Марсу его характерный красный цвет.

Затем освобожденный водород мог соединиться с углекислым газом в воде, чтобы образовать метан, и эта реакция медленно преобразовала оливин в другую породу, богатую железом, называемую «серпентин». Поскольку серпентин продолжал реагировать с водой, это могло в конечном итоге сформировать смектиты.

«Эти смектитовые глины обладают большой способностью хранить углерод. Поэтому затем мы использовали имеющиеся знания о том, как эти минералы хранятся в глинах на Земле, и экстраполировали, чтобы выяснить, существует ли на поверхности Марса столько глины, сколько метана можно хранить в этих глинах?», - заявил ведущий автор исследования и выпускник MIT EAPS Джошуа Мюррей.

Команда обнаружила, что для хранения количества метана, необходимого для выщелачивания большей части углекислого газа из атмосферы Марса, Красную планету пришлось бы покрыть слоем смектита толщиной более 1100 метров.

«Мы обнаружили, что оценки глобальных объемов глины на Марсе согласуются с тем, что значительная часть изначального углекислого газа Марса была изолирована в виде органических соединений в богатой глиной коре. В некотором смысле, отсутствующая атмосфера Марса может скрываться на виду», — заключил Мюррей.

Ранее ученые заявили о том, что давно утраченный спутник может объяснить, почему Марс отличается от других каменистых планет Солнечной системы.