Исследования Марса показали, что на планете в прошлом существовала жидкая вода. Одно из наиболее важных доказательств этого факта — обнаружение марсоходом Curiosity следов постоянных озер. В них также были найдены органические молекулы, намекающие на возможность существования примитивной жизни. Новые данные, полученные марсоходом, показывают, когда и как быстро Марс терял свою атмосферу, и могла ли при таких условиях на планете сформироваться жизнь. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Ученые из NASA установили, что некоторые минералы в горных породах кратера Гейл могли образоваться в покрытом льдом озере. Эти соединения могли синтезироваться во время холодной стадии между более теплыми периодами или после того, как Марс потерял большую часть своей атмосферы и начал постепенно охлаждаться. Несмотря на знание геохронологии планеты, ученые до сих пор не понимают, какие именно процессы стали причиной такого резкого изменения климата.
Нынешнее изучение пород в кратере Гейл позволило пролить свет на эту проблему. Ученые показали, что такие факторы, как изменение наклона Марса и перемены вулканической активности, могли заставить марсианский климат изменяться от теплого к холодному и наоборот. Эта идея подтверждается химическими и минералогическими изменениями в марсианских породах, показывающими, что одни слои образовались в более холодных средах, а другие — в более теплых.
Получить такие данные ученые смогли, проведя анализ 13 образцов марсианской пыли, из которой был извлечен углекислый газ и кислород. Curiosity собирал эти образцы в течение пяти земных лет и тут же проводил их замеры. Для этого проводился нагрев пыли до 900 °C и измерялся спектр выделяющихся газов. Сравнивая температуру в камере и время выделения газа, ученые смогли выяснить, какой именно минерал был его источником.
Изначально предполагалось, что источником углекислого газа в атмосфере Марса являются карбонаты, однако авторы новой работы не обнаружили их в достаточном количестве. Тем не менее изотопный анализ показал, что карбонаты на поверхности планеты образовались на раннем этапе развития Марса, когда состав его атмосферы был другим. Исследователи выдвинули предположение, что эти соединения возникли в замерзающем озере. В этом случае лед мог бы абсорбировать тяжелые изотопы кислорода и оставлять самые легкие из них для образования карбонатов. Это означает, что в определенный период кратер Гейл представлял собой огромной замерзшее озеро.
Также исследователи обнаружили возможный источник углекислого газа в атмосфере Марса — оксалаты. Эти соединения представляют собой соли щавелевой кислоты, анион которых, в отличие от карбонатов, содержит два атома углерода. Это значит, что при распаде они будут выделять не одну, а две молекулы углекислого газа. Такие соединения могли образоваться при взаимодействии марсианских минералов с атмосферным углекислым газом под действием солнечного света и воды — вполне возможный процесс на раннем этапе развития Красной планеты. Получить доказательства этой точки зрения ученые надеются благодаря данным марсохода Perseverance, который должен отправиться к Марсу в период с июля по август этого года.
