«Пропавшая» атмосфера Марса может скрываться в километровом слое глины
Последнее время появляется все больше свидетельств того, что Марс не всегда был таким холодным и безжизненным, каким он является сегодня. Миллиарды лет назад, как полагают ученые, на его поверхности можно было наблюдать водные потоки, поддерживать которые в жидком состоянии могла только плотная атмосфера. Однако затем вода «высохла», а вместе с ней поредела и газовая оболочка. В чем тайна «пропавшей» атмосферы Марса? По мнению геологов, ответ стоит в буквальном смысле искать на поверхности Красной планеты.
Двое ученых из Массачусетского технологического института — Джошуа Мюррей и Оливер Ягутц — предположили, что часть «поредевшей» марсианской атмосферы может быть «заключена» в глинистых минералах коры планеты. По их словам, когда на Марсе была вода, она просачивалась сквозь горные породы и запускала там химические реакции. В ходе этих реакций из атмосферы вытягивался углекислый газ, который затем превращался в метан — форму углерода, которая могла храниться в глине в течение многих веков.
На Земле такие процессы действительно происходят, но насколько это справедливо для Марса? Чтобы ответить на этот вопрос, авторы сначала оценили примерный объем глины на планете — оказалось, что она может содержать до 1,7 бара углекислого газа, что эквивалентно примерно 80% изначальной атмосферы Марса. «Большое количество атмосферного CO2 могло трансформироваться в метан и оказаться в глинах. Этот метан все еще может присутствовать [там] и, возможно, даже использоваться в качестве источника энергии на Марсе в будущем», — выразил мнение Ягутц.
Хорошей «ловушкой» для углерода служит смектит — глинистый материал, который отличается слоистым строением. Одна частица смектита состоит из множества складок, внутри которых газ может оставаться нетронутым в течение миллиардов лет. Проанализировав карты марсианской поверхности, исследователи внезапно обнаружили, что большая часть планеты покрыта такими же смектитовыми глинами.
Однако если на Земле смектит образуется в результате тектонической активности, то на Марсе следов таких процессов обнаружено не было. Тогда откуда этот минерал там взялся? По словам ученых, ответ может скрываться в ультраосновных магматических породах, которые содержатся в ряде областей коры Марса. Аналогичные породы есть и на Земле, и их выветривание приводит к появлению смектитов.
Могло ли происходить такое на Марсе, когда на нем присутствовала вода? Чтобы подтвердить или опровергнуть такое предположение, команда разработала модель реакции ультраосновных пород с водой (на основе того земных процессов), а затем скорректировала ее с учетом сведений о марсианских магматических породах (известно, что они богаты оливином).
Как подчеркнули авторы, примерно за миллиард лет вода, просачивающаяся сквозь породы, вступила в реакцию с оливином, богатым восстановленным железом. После этого кислород, содержащийся в воде, окислил железо, которое и «окрасило» Марс в его знаменитый цвет. «Затем водород соединился бы с углекислым газом в воде, образовав метан. По мере протекания этой реакции оливин постепенно превращался в другой тип богатой железом породы, известный как серпентин, который затем продолжал вступать в реакцию с водой, образуя смектит», — говорится в статье.
Наконец, как подсчитали ученые, если Марс покрыт слоем смектита глубиной 1100 метров, то этого достаточно для удержания объема метана, который был бы эквивалентен большей части углекислого газа, который, как считается, исчез после «высыхания» планеты. Ранее астрономы предположили, что гигантские горы на Красной планете образовались благодаря ее древнему спутнику, который затем исчез, а на его месте оказались Фобос и Деймос.
