На Марсе найден новый минерал: как учёные нашли на Красной планете следы древнего пекла

Наше представление о Марсе постоянно усложняется. От простой идеи «красной пустыни» мы перешли к образу планеты с древними океанами и реками. Сегодня же учёные добавляют в эту картину новые, огненные краски. Недавнее открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, представляет убедительные доказательства существования на Марсе локальных высокотемпературных зон, причём в относительно недавнем геологическом прошлом. Ключом к этому открытию стал минерал, 15 лет скрывавшийся под личиной загадочного спектрального сигнала — гидроксисульфат железа.

Тепло, а не только вода: новый геологический маркер

Центральный элемент исследования — идентификация гидроксисульфата железа (Fe³⁺SO₄OH). Его значимость заключается не в самом факте обнаружения ещё одного сульфата, а в условиях его формирования. Лабораторные эксперименты, проведённые командой исследователей, показали, что этот минерал образуется при нагревании гидратированных (содержащих воду) сульфатов железа, таких как розентит или сомольнокит, до температур свыше 100 °C в присутствии кислорода.

Этот процесс можно рассматривать как своего рода «геологический термометр». Если обычные гидратированные сульфаты указывают на присутствие воды в прошлом, то гидроксисульфат железа — это маркер, свидетельствующий о воздействии тепла. Для его образования недостаточно просто испарить воду; необходимо инициировать химическую реакцию окисления и депротонирования, которая требует значительного энергетического вклада. Таким образом, находка Fe³⁺SO₄OH — это прямое указание на то, что в определённых регионах Марса существовали процессы, способные генерировать тепло: вулканизм или гидротермальная активность.

Два сценария марсианского «приготовления»: геология в деталях

Открытие было сделано в двух геологически различных областях, что позволило учёным реконструировать два возможных сценария формирования минерала.

Первый сценарий реализовался на Плато Ювенты. Здесь слои гидроксисульфата железа обнаружены в стратиграфической ловушке — зажатыми между двумя слоями базальта. Нижний слой представляет собой древнее вулканическое основание. На нём лежат полигидратированные сульфаты. Сверху же эта структура перекрыта более молодым базальтовым потоком. Модель предполагает, что именно этот верхний поток лавы или горячего вулканического пепла послужил источником тепла, который «пёк» подстилающие сульфаты, вызывая их частичное преобразование. Это классический пример контактового метаморфизма, когда тепло от магматического тела изменяет окружающие породы.

Второй сценарий наблюдается в регионе Хаос Арам. Здесь гидроксисульфат железа залегает в основании мощных отложений других сульфатов, непосредственно над коренными породами. Такая позиция исключает нагрев сверху и указывает на геотермальный источник. Вероятно, глубинные геологические процессы приводили к подъёму горячих флюидов или магмы близко к поверхности, что создавало «горячую точку», подогревавшую породы снизу. Это напоминает земные гидротермальные системы, подобные тем, что действуют в Йеллоустонском национальном парке.

От загадочного сигнала к открытию: детективная история длиной в 15 лет

Путь к этому открытию был долгим. Более 15 лет спектрометр CRISM на борту аппарата MRO фиксировал необычную линию поглощения на длине волны ~2.23 мкм, которую не удавалось сопоставить ни с одним из известных минералов в спектральных библиотеках. Этот сигнал был настоящей научной головоломкой.

Прорыв стал возможен благодаря двум факторам. Во-первых, были усовершенствованы алгоритмы обработки данных CRISM, что позволило получать более чёткие спектры с небольших участков поверхности. Во-вторых, были проведены целенаправленные лабораторные эксперименты по нагреву различных гидратированных сульфатов железа. Именно в лаборатории удалось синтезировать гидроксисульфат железа и получить его спектральный «отпечаток», который идеально совпал с таинственным марсианским сигналом. Эта история — прекрасная иллюстрация того, как современная планетология опирается на синергию орбитальных наблюдений и кропотливой лабораторной работы на Земле.

Заключение: Марс, который мы заново открываем

Идентификация гидроксисульфата железа — это не просто пополнение каталога марсианских минералов. Это весомое доказательство того, что геологическая история Марса в Амазонийскую эпоху (самый поздний геологический период) была куда более активной, чем считалось ранее. Вместо образа медленно угасающей планеты перед нами предстаёт мир с локализованными, но мощными источниками тепла.

Такие гидротермальные и вулканические системы могли создавать уникальные оазисы, где потенциально могли существовать условия для жизни — градиенты температур и химической энергии. Таким образом, это открытие не только переписывает главы геологической истории Марса, но и указывает на новые, перспективные районы для будущих астробиологических исследований. Марс продолжает доказывать, что его самые интересные тайны всё ещё ждут своего часа.