Новый анализ химических сигнатур, полученных марсоходом Curiosity от НАСА, открывает окно в прошлое Марса, примерно в эпоху 3,7 миллиарда лет назад, когда условия на планете были более теплыми и влажными, пишет Рhys Оrg.
Изучая изотопные пропорции кислорода, группа ученых, включая исследователей из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), обнаружила, что древнее озеро в кратере Гейла на Марсе подверглось интенсивному испарению на более ранней стадии, чем это следовало из анализа минералогии и геохимии осадочных пород на дне озера.
Хотя испарение является общеизвестным процессом на Земле, на Марсе оно дает важные ключи к пониманию древнего климата. Наличие признаков испарения, зафиксированных в изотопном составе воды, извлеченной из глинистых минералов марсианских пород, говорит о том, что атмосфера Марса была теплой, но одновременно сухой, что усиливало испарение воды.
«Когда мы говорим о "тепле", это понятие относительно, — поясняет Эми Хофманн, главный автор статьи, научный сотрудник Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения (JPL). — Речь идёт о температуре немного выше нуля, но её было достаточно для поддержания пребиотических химических процессов, интересующих астробиологов».
Этот период был динамичным для Марса. Планета переживала глобальные климатические изменения, но, судя по породам в кратере Гейла, поверхность Марса все еще подвергалась химическому выветриванию, а воды в озёрах имели близкий к нейтральному pH и не были слишком солеными. Вкупе с простыми органическими соединениями, найденными ранее в тех же породах, это создавало благоприятную среду для потенциальной жизни.
В центре внимания исследования — изотопы кислорода, а не более распространенные изотопы водорода. Впервые было обнаружено значительное обогащение кислородом-18 в древнем марсианском водоеме. Кислород-18 — относительно редкий и более тяжелый изотоп кислорода, чем кислород-16, из-за наличия двух дополнительных нейтронов. При испарении молекулы H₂O с более лёгким изотопом кислорода испаряются в первую очередь, увеличивая концентрацию более тяжелого кислорода в оставшейся воде.
Учёные проанализировали образцы, собранные марсоходом Curiosity с 2012 по 2021 год в кратере Гейла. Эта глубокая марсианская впадина, вероятно, некогда содержала крупное озеро. Марсоход собрал образцы глинистых минералов, известных своей способностью точно сохранять изотопные соотношения кислорода и водорода с момента их образования.
Хотя изотопный состав кислорода в атмосфере Марса близок к земному, вода, извлеченная из глинистых минералов, показала существенное обогащение тяжелым кислородом. Это подтверждает, что в период формирования этих отложений в кратере Гейла происходило испарение.
Ученые отмечают важность открытия для понимания роли воды в формировании поверхности Марса, схожей и одновременно отличной от Земли. Новые знания о влиянии более сухой атмосферы и переменчивой гидросферы Марса на жизненный цикл его озёр могут стать ключом к поиску следов жизни или ее химических предшественников за пределами Земли.
Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences
Изображение: марсоход Curiosity НАСА сделал это селфи в месте, названном Мэри Эннинг в честь английского палеонтолога XIX века. Curiosity захватил три образца породы, пробуренных в этом месте, по пути из региона Глен-Торридон, где, по мнению учёных, древние условия были благоприятными для поддержания жизни, если она когда-либо существовала. Источник: NASA/JPL-Caltech/MSSS
