Почему Марс превратился в холодную пустыню: новый ответ ученых
Раньше Марс был теплой и влажной планетой, однако затем утратил подходящие для жизни условия. Ученые считают, причина климатических изменений может заключаться в карбонатных породах, найденных марсоходами. Эти геологические образования могут поглощать и удерживать углекислый газ, без которого планета остывает.
Новые данные пришли от двух марсоходов NASA — Curiosity и Perseverance. Оба нашли карбонаты в осадочных породах. Curiosity обнаружил их на склонах горы Шарп в кратере Гейл, а Perseverance — в дельте древней реки в кратере Езеро. Эти карбонаты, по мнению ученых, образовались из углекислого газа, который выпал из атмосферы в виде осадков и со временем оказался заперт в минералах.
Это важное открытие: раньше поиски карбонатов на Марсе почти всегда заканчивались неудачей. А без этих пород сложно было объяснить, куда делся парниковый газ и почему планета, которая когда-то имела реки, озёра и, возможно, даже океан, сегодня представляет собой холодную пустыню.
Углекислый газ — парниковый газ. Он задерживает тепло в атмосфере и помогает планете сохранять температуру. На Земле, например, его уровень регулируется вулканической активностью. Из недр выходят газы, которые поддерживают нужный баланс. На Марсе, напротив, вулканы давно остыли, и новые порции CO₂ в атмосферу больше не поступают.
Ученые из Чикагского университета во главе с Эдвином Кайтом построили климатическую модель Марса за последние 3,5 миллиарда лет. Она учитывает не только геологические процессы, но и то, что Солнце со временем становится ярче. Это значит, что в далеком прошлом Марс получал меньше тепла, а позже — больше. И этот дополнительный нагрев мог усилить испарение и осадки, которые вымывали CO₂ из атмосферы.
В результате углекислый газ превращался в карбонатные породы, и климат планеты постепенно терял тепло. Оставались лишь редкие эпизоды, когда планета временно прогревалась из-за изменений формы орбиты и ориентации оси вращения. Эти периоды похожи на циклы Миланковича на Земле. Они названы так в честь сербского астрофизика, который описал влияние изменений движения нашей планеты на ее климат. Любые колебания орбиты влияют на количество солнечной радиации, которое достигает Земли. От него зависят длительность сезонов и интенсивность температур.
Это важно, поскольку главная загадка марсианской истории — куда делись вода и тепло. Ученые давно наблюдают на Красной планете русла рек, дельты и следы древних озер. Но ее нынешняя атмосфера слишком тонка, чтобы поддерживать жидкую воду. Миссия MAVEN, которая изучает атмосферу Марса с 2014 года, показала: большая часть углекислого газа не могла просто улетучиться в космос. В противном случае астрономы бы видели избыток тяжелого изотопа — углерода-13. Но его в атмосфере немного. Значит, газ ушел не в космос, а в грунт.
Это объяснение совпадает с новой гипотезой: CO₂ оказался запертым в карбонатах. Однако пока доказательства этой теории удалось разыскать только в двух областях — в Гейле и Езеро. Чтобы считать это универсальным сценарием, нужно найти такие же минералы в других регионах планеты.
Поэтому ученые планируют искать карбонаты в других частях Марса. Если они действительно распространены повсеместно, детективная история с потерей подходящих для жизни условий подойдет к концу. Кроме того, это важно и для будущих космических экспедиций и терраформирования. Если когда-то у Марса был более гостеприимный климат, его можно попробовать восстановить — хотя бы частично.
Исследование опубликовали в журнале Nature. Это не первая научная работа, которая связывает неблагоприятные изменения климата Марса с его породами. Ранее другая группа ученых предположила, что глины Красной планеты поглотили ее воды.
