|
На древнем Марсе существовал углеродный цикл
|
|
|
|
Марс, один из наших ближайших соседей, привлекал людей на протяжении сотен лет, отчасти потому, что он очень похож на Землю. Он примерно такого же размера, содержит похожие породы и минералы и находится не слишком далеко от солнца.
|
|
|
|
Поскольку Марс и Земля имеют очень много общих черт, ученые давно задавались вопросом, могла ли когда-то на Марсе существовать жизнь. Сегодня Марс очень холодный и сухой, с небольшим количеством атмосферы и отсутствием жидкой воды на поверхности — черты, которые делают его неблагоприятной средой для жизни. Но некоторые наблюдения предполагают, что древний Марс, возможно, был теплее, влажнее и более благоприятен для жизни.
|
|
|
|
Несмотря на то, что ученые, наблюдающие за поверхностью Марса, пришли к выводу, что когда-то на нем было теплее, чем сегодня, они не смогли найти много конкретных доказательств того, что стало причиной его потепления. Но исследование, опубликованное мной и моими коллегами в апреле 2025 года, указывает на присутствие на планете карбонатных минералов, которые могли бы помочь решить эту загадку.
|
|
|
|
Карбонатные минералы содержат углекислый газ, который, присутствуя в атмосфере, согревает планету. Эти минералы позволяют предположить, что углекислый газ ранее мог присутствовать в атмосфере в больших количествах, и дают новые захватывающие сведения об окружающей среде древнего Марса.
|
|
|
|
|
|
|
Как геохимик и астробиолог, изучающий Марс более 15 лет, я восхищен прошлым Марса и идеей о том, что он мог быть пригоден для жизни.
|
|
|
|
Древний углеродный цикл на Марсе в прошлом
|
|
|
|
Наблюдения за Марсом с орбитальных спутников и марсоходов показывают речные русла и высохшие озера, которые указывают на то, что на поверхности Марса когда-то была жидкая вода. И эти приборы обнаружили на поверхности Марса минералы, которые ученые могут проанализировать, чтобы получить представление о том, каким Марс мог быть в прошлом.
|
|
|
|
Если бы на древнем Марсе была жидкая вода, ему требовался бы гораздо более теплый климат, чем сегодня. Более теплые планеты обычно имеют плотную атмосферу, которая удерживает тепло. Таким образом, возможно, атмосфера Марса раньше была более плотной и состояла из удерживающего тепло углекислого газа. Если бы на Марсе когда-то была более плотная атмосфера, содержащая углекислый газ, ученые предсказывают, что сегодня они смогли бы увидеть следы этого атмосферного углекислого газа на поверхности Марса.
|
|
|
|
Газообразный диоксид углерода растворяется в воде — химический процесс, который в конечном итоге может способствовать образованию твердых минералов на поверхности планеты и под ее поверхностью, по сути, удаляя углекислый газ из атмосферы. Многие ученые ранее пытались найти карбонатные минералы на поверхности Марса, и отчасти интерес к более теплому и влажному раннему Марсу объясняется тем, что он мог быть подходящей средой для древней микробной жизни.
|
|
|
|
Поиск карбонатов на Марсе
|
|
|
|
Предыдущие поиски карбонатов на Марсе привели к обнаружению карбонатов в метеоритах и в двух кратерах на Марсе: кратере Гусева и кратере Езеро. Но этого было недостаточно, чтобы объяснить более теплый климат на Марсе в прошлом.
|
|
|
|
В течение последних нескольких лет марсоход Curiosity, работающий в Марсианской научной лаборатории, пересекал район, называемый кратером Гейла. Здесь химико-минералогический прибор марсохода обнаружил большое количество карбонатного минерала сидерита, богатого железом.
|
|
|
|
Как мы с коллегами подробно описываем в нашем новом исследовании эти результаты, этот карбонатный минерал может содержать часть недостающего атмосферного углекислого газа, необходимого для более теплого и влажного раннего Марса.
|
|
|
|
Марсоход также обнаружил минералы оксигидроксида железа, которые указывают на то, что некоторые из этих пород позже растворились при контакте с водой, выпустив часть углекислого газа обратно в атмосферу. Несмотря на то, что современная марсианская атмосфера очень разрежена, она по-прежнему состоит в основном из углекислого газа.
|
|
|
|
Другими словами, эти новые результаты свидетельствуют о существовании древнего углеродного цикла на Марсе. Углеродные циклы — это процессы, которые переносят углекислый газ между различными резервуарами, такими как горные породы на поверхности и газ в атмосфере.
|
|
Потенциальные места обитания микробной жизни на Марсе в прошлом
|
|
|
|
Ученые обычно считают среду пригодной для жизни микроорганизмов, если она содержит жидкую воду; питательные вещества, такие как углерод, водород, азот, кислород, фосфор, серу и необходимые микроэлементы; источник энергии; и условия, которые не были слишком суровыми — например, не слишком кислыми, не слишком солеными или слишком жаркими.
|
|
|
|
Поскольку наблюдения из кратера Гейла и других мест на Марсе показывают, что на Марсе, вероятно, были пригодные для жизни условия, могла ли тогда на Марсе существовать жизнь? И если да, то как исследователи смогут это определить?
|
|
|
|
Хотя микроорганизмы слишком малы для обнаружения человеческим глазом, они могут оставлять следы в горных породах, отложениях и почве. Органические молекулы, содержащиеся в этих микроорганизмах, иногда сохраняются в горных породах и отложениях. А некоторые микробы могут образовывать минералы или клетки, которые могут принимать определенную форму. Этот тип свидетельств о прошлой жизни называется биосигнатурой.
|
|
Сбор образцов с Марса
|
|
|
|
Если на поверхности Марса или вблизи нее есть биосигналы, исследователи хотят знать, что у них есть необходимые инструменты для их обнаружения.
|
|
|
|
На данный момент марсоходы на Марсе обнаружили некоторые органические молекулы и химические признаки, которые могли быть получены либо из абиотических — неживых — источников, либо из прошлой жизни.
|
|
|
|
Однако определить, была ли когда-то на планете жизнь, непросто. Анализы, проведенные в земных лабораториях, могли бы внести больше ясности в вопрос о том, откуда взялись эти сигнатуры.
|
|
|
|
С этой целью марсоход Mars 2020 Perseverance собирает и запечатывает образцы на Марсе, при этом один тайник размещен на поверхности Марса, а другой остается на марсоходе.
|
|
|
|
Эти тайники включают образцы горных пород, почвы и атмосферы. Их содержимое может рассказать исследователям о многих аспектах истории Марса, включая прошлую вулканическую активность, столкновения с метеоритами, ручьи и озера, ветровые и пыльные бури, а также о возможной жизни на Марсе в прошлом. Если эти образцы будут доставлены на Землю, ученые могли бы изучить их здесь в поисках признаков древней жизни на другой планете.
|
|
|
|
Источник
|
