|
У Марса было холодное и ледяное прошлое
|
|
|
|
Вопрос о том, была ли когда-либо на Марсе жизнь, на протяжении десятилетий занимал воображение ученых и общественности. Главная цель этого открытия - получить представление о климате соседа Земли в прошлом: была ли планета теплой и влажной, с морями и реками, похожими на те, что есть на нашей планете? Или же она была холодной и обледенелой и, следовательно, потенциально менее пригодной для поддержания жизни в том виде, в каком мы ее знаем? Новое исследование находит доказательства в пользу последнего, выявляя сходство между почвами, обнаруженными на Марсе, и почвами канадского Ньюфаундленда, где климат холодный, субарктический.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth and Environment, изучались почвы на Земле, материалы которых были сопоставимы с материалами марсианского кратера Гейла. Ученые часто используют почву для описания истории окружающей среды, поскольку присутствующие в ней минералы могут рассказать историю эволюции ландшафта с течением времени.
|
|
|
|
Понимание того, как образовались эти материалы, может помочь ответить на давние вопросы об исторических условиях на Красной планете. Почвы и горные породы кратера Гейл дают представление о климате Марса 3-4 миллиарда лет назад, когда на планете было относительно много воды — и в тот же период времени, когда на Земле впервые появилась жизнь.
|
|
|
"Кратер Гейла — это палеозойское озеро, где, очевидно, присутствовала вода. Но каковы были условия окружающей среды, когда там была вода?" - говорит Энтони Фельдман, почвовед и геоморфолог, который сейчас работает в DRI. "Мы никогда не найдем прямого аналога поверхности Марса, потому что условия на Марсе и на Земле очень разные. Но мы можем посмотреть на тенденции в земных условиях и использовать их, чтобы попытаться экстраполировать на марсианские вопросы".
|
|
|
|
Марсоход НАСА Curiosity исследует кратер Гейла с 2011 года и обнаружил множество почвенных материалов, известных как "рентгеноаморфный материал". Эти компоненты почвы не имеют типичной повторяющейся атомной структуры, которая определяет минералы, и поэтому их нелегко охарактеризовать с помощью традиционных методов, таких как дифракция рентгеновских лучей.
|
|
|
|
Когда рентгеновские лучи направляются на кристаллические материалы, такие как, например, алмаз, рентгеновские лучи рассеиваются под характерными углами, зависящими от внутренней структуры минерала. Однако рентгеноаморфный материал не оставляет таких характерных "отпечатков пальцев". Этот метод рентгеновской дифракции был использован марсоходом Curiosity, чтобы продемонстрировать, что рентгеноаморфный материал составлял от 15 до 73% образцов почвы и горных пород, протестированных в кратере Гейл.
|
|
|
|
"Вы можете представить себе рентгеноаморфные материалы, такие как желе", - говорит Фельдман. "Это смесь различных элементов и химикатов, которые просто скользят друг мимо друга".
|
|
|
|
Марсоход Curiosity также провел химические анализы образцов почвы и горных пород, обнаружив, что аморфный материал богат железом и кремнеземом, но содержит мало алюминия. Помимо ограниченной информации о химическом составе, ученые пока не понимают, что представляет собой этот аморфный материал и что его присутствие говорит об исторической среде Марса. Получение дополнительной информации о том, как эти загадочные материалы формируются и сохраняются на Земле, может помочь ответить на постоянные вопросы о Красной планете.
|
|
|
|
Фельдман и его коллеги посетили три места в поисках похожего рентгеновского аморфного материала: плоскогорья национального парка Грос-Морн в Ньюфаундленде, горы Кламат в Северной Калифорнии и западную Неваду. В этих трех местах были змеевидные почвы, которые, как ожидали исследователи, по химическому составу должны были быть похожи на рентгеноаморфный материал в кратере Гейла: богатые железом и кремнием, но лишенные алюминия.
|
|
|
|
В трех местах также были представлены данные о количестве осадков, снегопадов и температуре, которые могли бы помочь получить представление о типе условий окружающей среды, способствующих образованию аморфного материала и его сохранению.
|
|
|
|
На каждом участке исследовательская группа исследовала почву с помощью рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии, что позволило им увидеть почвенные материалы на более детальном уровне. Субарктические условия Ньюфаундленда привели к образованию материалов, химически сходных с теми, что были найдены в кратере Гейла, но им также не хватало кристаллической структуры. Почвы, сформировавшиеся в более теплом климате, например в Калифорнии и Неваде, этого не сделали.
|
|
|
|
"Это показывает, что для образования этих материалов необходима вода", - говорит Фельдман. "Но для сохранения аморфного материала в почве среднегодовая температура должна быть холодной, близкой к минусовой".
|
|
|
|
Аморфный материал часто считается относительно нестабильным, что означает, что на атомном уровне атомы еще не организовались в свои окончательные, более кристаллические формы.
|
|
|
|
"В кинетике — или скорости реакции — что-то происходит, что замедляет ее, так что эти материалы могут сохраняться в течение геологических периодов времени", - говорит Фельдман. "Мы предполагаем, что очень холодные условия, близкие к замерзанию, являются одним из особых кинетических факторов, ограничивающих формирование и сохранность этих материалов".
|
|
|
|
"Это исследование улучшает наше понимание климата Марса", - добавляет Фельдман. "Результаты показывают, что обилие этого материала в кратере Гейла соответствует субарктическим условиям, подобным тем, которые мы могли бы наблюдать, например, в Исландии".
|
|
|
|
Источник
|
