Используя новый метод изотопных исследований, ученые пришли к выводу, что раньше в породах Марса было намного больше летучих элементов, в том числе воды, а затем планета их потеряла. Расчетным путем авторы пришли к тому, что скорость потери летучих напрямую зависит от размеров планеты, поэтому Марс, который меньше Земли, не смог удержать воду в течение длительного времени, поэтому там не было возможности для развития сложных форм жизни. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследования с помощью дистанционного зондирования и анализ марсианских метеоритов, относящиеся к 1980-м годам, показывают, что Марс когда-то был богат водой в не меньшей степени, чем Земля. Орбитальный космический корабль НАСА "Викинг", а затем и наземные марсоходы Curiosity и Perseverance получили впечатляющие изображения марсианских ландшафтов с котловинами крупных озер, сухими речными долинами и паводковыми каналами. С тех пор было предложено множество вариантов, объясняющих, почему на Марсе исчезла вода. Ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе вместе с коллегами из Великобритании и Швейцарии считают, что они нашли фундаментальную причину. По их мнению, Марс слишком маленький, чтобы удерживать большое количество воды.
"Судьба Марса была решена с самого начала, — приводится в пресс-релизе Вашингтонского университета слова руководителя исследования Кун Вана (Kun Wang), доцента кафедры наук о Земле и планетах факультета искусств и наук. — Вероятно, существует порог требований к размеру каменистых планет, чтобы удерживать достаточно воды для поддержания жизни и тектоники плит, а массы Марса недостаточно".
Для оценки присутствия, содержания и распределения летучих элементов в различных планетных телах авторы использовали стабильные изотопы калия — элемента, который в геохимических циклах коррелирует с летучими соединениями, в том числе с водой, в том числе в двадцати марсианских метеоритах — единственных образцах пород Красной планеты, доступных для изучения на сегодняшний день. Ранее авторы уже обкатали этот метод на образцах пород с Луны и астероидов. Результаты показали, что за время своего формирования Марс потерял больше калия и других летучих веществ, чем Земля, но меньше, чем Луна или астероид Веста. Исследователи обнаружили четкую корреляцию между размером тела и изотопным составом калия.
"Причина гораздо более низкого содержания летучих элементов и их соединений на дифференцированных планетах, чем в примитивных недифференцированных метеоритах, была давним вопросом, — говорит еще один участник исследования Катарина Лоддерс (Katharina Lodders), профессор Вашингтонского университета. — Обнаружение корреляции изотопного состава калия с гравитацией планеты — новое открытие с важными количественными показателями, определяющими, когда и как дифференцированные планеты получали и теряли свои летучие вещества".
Ученые считают, что их результаты имеют важное значение для поиска жизни на других планетах, помимо Марса.
"Существует ограниченный диапазон размеров планет, позволяющий иметь достаточно воды для развития обитаемой поверхностной среды, — отмечает один из соавторов статьи Клаус Мезгер (Klaus Mezger) из Инстиута геологии Бернского университета. — Наши результаты помогут астрономам в поисках пригодных для жизни экзопланет в других планетных системах".
