Марс принято считать геологически почти мёртвой планетой, на которой масштабная вулканическая активность прекратилась миллионы лет назад. Однако новые наблюдения заставляют усомниться в этой картине. В атмосфере над одним из крупнейших марсианских вулканов обнаружили следы газа, который может поступать из раскалённых недр планеты. Если предположение подтвердится, это будет означать, что вулканические процессы на Марсе продолжаются до сих пор.
Находку сделали с помощью европейского орбитального аппарата «ЭкзоМарс», предназначенного для изучения газового состава марсианской атмосферы. Исследователи обнаружили хлороводород — едкий газ с химической формулой HCl — над районом вулкана Альба, расположенного на севере вулканического нагорья Фарсида. По площади Альба считается крупнейшим вулканом Марса.
Само по себе присутствие хлороводорода ещё не доказывает вулканическую активность. Этот газ уже неоднократно обнаруживали в разных районах планеты, причём многие такие наблюдения связывают с атмосферными процессами и круговоротом воды. Однако в данном случае учёных заинтересовало необычное сочетание места, времени и условий его появления.
Газ регистрировали над участками поверхности, покрытыми многочисленными трещинами. Особенно примечательно, что сигналы появлялись в начале лета в северном полушарии Марса, когда планета находится примерно на максимальном расстоянии от Солнца.
В отличие от южного, северное марсианское лето относительно холодное. В это время в атмосфере меньше пыли и водяного пара, которые могут участвовать в процессах образования и переноса хлороводорода. Поэтому исследователи считают, что обнаруженный газ с большей вероятностью поступает непосредственно из поверхности, а не возникает в результате атмосферных химических реакций. В пользу этого говорит и то, что его повышенные концентрации наблюдались на сравнительно небольших высотах.
Возможный механизм связан с сезонным потеплением. Во время сильных холодов, когда температура может опускаться до минус 120 градусов, лёд способен перекрывать трещины в породах. С наступлением лета он постепенно испаряется, минуя жидкую фазу, и открывает газу путь наружу.
Но откуда под поверхностью берётся сам хлороводород? Один из наиболее интересных вариантов — выделение газа из магмы. На Земле хлор участвует в сложном круговороте между недрами, водой, атмосферой и горными породами. Вулканические процессы помогают возвращать его из глубин планеты к поверхности. При этом хлороводород может продолжать выделяться из магмы даже после прекращения извержения.
Марс в прошлом отличался чрезвычайно мощной вулканической активностью. Особенно интенсивной она была примерно 3,7–3 миллиарда лет назад. Позднее на планете сформировались гигантские вулканы, включая Олимп — крупнейший вулкан Солнечной системы. Некоторые данные указывают, что вулканическая активность в его районе могла сохраняться ещё около двух миллионов лет назад.
Более того, в разных частях Марса обнаружены признаки сравнительно недавних геологических процессов. Существует предположение, что горячие потоки вещества, поднимающиеся из глубин планеты, способны и сегодня вызывать частичное плавление пород. Однако убедительных свидетельств продолжающейся вулканической активности до сих пор не хватало.
Новые наблюдения хлороводорода могут стать важным дополнением к этой картине. Концентрации газа чрезвычайно малы — речь идёт о нескольких молекулах на миллиард молекул атмосферы. Тем не менее приборы орбитального аппарата смогли зарегистрировать их в районе, где имеются и другие признаки возможной подземной активности.
Особое внимание исследователей привлекли сами трещины. Некоторые из них образуют целые системы протяжённостью в десятки километров. Вокруг отдельных трещин заметны тёмные ореолы, напоминающие образования возле земных фумарол — отверстий, через которые из вулканических недр выходят горячие газы.
Учёные допускают, что такие трещины могут служить своеобразными дымоходами подземных гидротермальных систем, связанных с глубинными источниками тепла. Их сохранность также вызывает интерес: без процессов, поддерживающих эти структуры, они могли бы давно исчезнуть под накопившейся пылью или вследствие сезонных изменений поверхности.
Впрочем, у обнаруженного газа есть и другие возможные источники. Например, он может выделяться при деятельности грязевых вулканов, если поднимающиеся вещества взаимодействуют с магмой. Ещё одно объяснение связано с разложением содержащих хлор соединений непосредственно на поверхности. Поэтому считать находку окончательным доказательством существования активной магмы пока нельзя.
Тем не менее авторы исследования, опубликованного в журнале Science Advances, считают местный магматический источник наиболее убедительным объяснением наблюдений.
Если под вулканом Альба действительно существуют действующие гидротермальные системы, открытие будет иметь значение не только для изучения геологии Марса, но и для поисков внеземной жизни.
Подобные системы потенциально способны обеспечивать микроорганизмы теплом, энергией и необходимыми химическими веществами. Кроме того, подземная среда могла бы защищать их от суровых и постоянно меняющихся условий на поверхности планеты.
Именно поэтому исследователи предлагают обратить особое внимание на трещины в районе Альбы при будущих поисках марсианской жизни. Пока никаких свидетельств существования организмов там нет, однако обнаруженный газ указывает на возможные процессы, благодаря которым отдельные участки недр Марса могут оставаться активными даже сегодня.
