Вернуться назад Распечатать

Curiosity нашел еще одно подтверждение того, что Марс мог быть обитаемым: Крупные залежи углерода меняют взгляд на прошлое планеты

Марс… Сколько копий сломано в спорах о его прошлом! Был ли он когда-то похож на Землю? Могла ли там теплиться жизнь? Вопросы, которые будоражат умы не только ученых, но и каждого, кто хоть раз смотрел на эту загадочную красную точку в ночном небе. И вот, не так давно, ветеран марсианских исследований, неутомимый трудяга-марсоход «Curiosity», прислал данные, которые заставили научное сообщество оживиться. Кажется, мы нащупали еще одну ниточку, ведущую к разгадке тайн Красной планеты.

А что, собственно, нашли?

Представьте себе: марсоход уже больше десяти лет колесит по кратеру Гейла — огромной древней чаше, в центре которой возвышается гора Шарп. Это место — настоящая геологическая летопись Марса. И вот, буря образцы в трех разных точках у подножия этой горы, «Curiosity» наткнулся на нечто интересное в слоях, богатых сульфатами. Этим «нечто» оказался сидерит.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Не пугайтесь сложного названия! Сидерит — это такой минерал, карбонат железа (FeCO₃). Говоря проще, это соединение, где есть углерод (тот самый C из CO₂ - углекислого газа). И его нашли не просто следы, а довольно значительные отложения. Почему это так важно?

Карбонаты: Ключ к прошлому Марса?

Дело в том, что ученые давно предполагали: если на древнем Марсе была плотная атмосфера, богатая углекислым газом (CO₂), и жидкая вода, то должны были образовываться карбонатные породы. Примерно как известняк или мел на Земле. Эти карбонаты — своего рода «законсервированный» углекислый газ из древней атмосферы. Найти их — все равно что найти весточку из прошлого, подтверждение, что атмосфера действительно была другой.

Геологический контекст буровых образцов. (A) Стратиграфическая колонка с указанием высот и седиментологической интерпретации 89-метрового вертикального разреза, пройденного марсоходом. Группа, формация и член обозначают осадочные единицы. Штриховка указывает на литологию, как указано в легенде. Черными кружками обозначены места отбора образцов: CA, Canaima; TC, Tapo Caparo; UB, Ubajara; и SQ, Sequoia. Вертикальные толстые линии проходят между высотами, на которых были обнаружены Mg-сульфатные минералы (сплошная линия) и сидерит (пунктирная линия). (B) Мозаика орбитального оптического изображения кратера Гейл, наложенная на траверс Кьюриосити (белая линия) вверх по горе Шарп. Границы членов (mbr) соответствуют разрезу в (A). Разница между точками наблюдения ChemCam и медианным составом породы Ченапау (19) показана цветными кружками (как указано в цветовой полосе) в местах, где проводились анализы ChemCam. Химический состав породы Ченапау однороден и очень похож на химический состав верхней части породы Амапари в районе буровой площадки Канайма. Цитирование: Benjamin M. Tutolo et al., Carbonates identified by the Curiosity rover indicate a carbon cycle operated on ancient Mars. Science388,292-297(2025).DOI:10.1126/science.ado9966
Автор: Benjamin M. Tutolo et al. Источник: www.science.org

Но вот ведь какая штука: до сих пор находили их как-то мало, буквально по крупицам. Это вызывало вопросы: а была ли атмосфера такой уж плотной? Было ли достаточно CO₂, чтобы согреть планету и удержать воду в жидком виде?

И тут — находка «Curiosity». Значительные залежи сидерита! Это довольно веский аргумент в пользу того, что углекислого газа в атмосфере древнего Марса было предостаточно. Достаточно, чтобы поддерживать на поверхности планеты условия, при которых могла существовать жидкая вода. А где вода — там, теоретически, могла быть и жизнь. Понимаете? Это открытие — важный пазл в картине раннего, потенциально обитаемого Марса.

Минералогия образцов и состав сидерита. (A) Рентгеновские дифракционные картины, измеренные на приборе CheMin от трех образцов (как указано в легенде). Интенсивность показана как функция угла дифракции 2θ, в градусах, соответствующего источнику рентгеновского излучения CheMin Cobalt (Co) Kα (19). Пики помечены идентифицированными минералами: Sd — сидерит; Gp — гипс; Px — пироксен; St — старкеит; Bs — бассанит; Ks — кизерит; Pl — плагиоклаз. Пик, обусловленный каптоновым окном на ячейке CheMin, также помечен. (B) Круговые диаграммы, показывающие рассчитанное количество минералов и аморфных фаз в образцах Тапо-Капаро, Убахара и Секвойя. Цветами обозначены минералы. Клинья сидерита смещены и помечены их обилием. (C) Карбонатные составы исследованных образцов в сравнении с заштрихованными областями, соответствующими составу карбонатов, ранее идентифицированных в марсианских метеоритах (ALH84001, Lafayette, Nakhla и Governador Valadares) и на обнажении Comanche в кратере Гусева* на троичной диаграмме для карбонатной системы Ca, Mg и Fe. Цитирование: Benjamin M. Tutolo et al., Carbonates identified by the Curiosity rover indicate a carbon cycle operated on ancient Mars. Science388,292-297(2025).DOI:10.1126/science.ado9966
Автор: Benjamin M. Tutolo et al. Источник: www.science.org
Углеродный цикл по-марсиански?

Находка сидерита намекает на существование на древнем Марсе своего рода углеродного цикла. Углекислый газ из атмосферы растворялся в воде, реагировал с железом в породах (а железа на Марсе хоть отбавляй!) и «оседал» в виде карбонатов, таких как сидерит.

Но здесь есть и другая сторона медали, немного парадоксальная. Как отмечает доктор Бен Тутоло из Университета Калгари, один из ведущих исследователей этой находки, сам процесс образования карбонатов мог сыграть злую шутку с марсианским климатом.

Получается любопытная штука: углекислый газ, который, как парниковый газ, согревал планету и делал ее потенциально обитаемой, постепенно «изымался» из атмосферы и превращался в камень. Куда же делся весь этот углекислый газ? Возможно, вот сюда — в сидеритовые залежи и другие карбонаты. Не стало ли это постепенное «связывание» CO₂ одной из причин того самого «великого высыхания» Марса — его превращения из теплого и влажного мира в холодную, сухую пустыню, которую мы видим сегодня? Вопрос открытый, и он заставляет задуматься.

Схематическая иллюстрация предложенного нами углеродного цикла на раннем Марсе. Испарение воды (розовая штриховка) из подповерхностных поровых пространств первоначально откладывает сидерит, который секвестрирует атмосферный CO2 (черная стрелка вниз). При увеличении уровня испарения откладываются Ca-сульфатные и Mg-сульфатные минералы. Ветровая (эоловая) седиментация на поверхности земли (серые точки) со временем перемещает место испарения и химической седиментации вверх. Через некоторое время (белая стрелка) инфильтрация сидерит-андерсатных флюидов (желтая штриховка) частично разрушает ранее осажденный сидерит, образуя Fe-оксигидроксиды и высвобождая ранее секвестрированный CO2 обратно в атмосферу (черная стрелка вверх). Цитирование: Benjamin M. Tutolo et al., Carbonates identified by the Curiosity rover indicate a carbon cycle operated on ancient Mars. Science388,292-297(2025).DOI:10.1126/science.ado9966
Автор: Benjamin M. Tutolo et al. Источник: www.science.org
Марсианские уроки для Земли?

Интересно, что исследования марсианских карбонатов перекликаются с вполне земными проблемами. Доктор Тутоло, например, на Земле занимается вопросом, как можно было бы превращать антропогенный CO₂ (тот самый, что вызывает у нас изменение климата) в стабильные карбонаты, чтобы безопасно его хранить. Изучение естественных процессов, происходивших на Марсе миллиарды лет назад, может подсказать идеи для современных технологий.

Кроме того, история Марса — это наглядный пример того, насколько хрупким может быть климатический баланс планеты и условия для жизни. Небольшие, казалось бы, изменения в атмосфере могут привести к катастрофическим последствиям.

Так была ли жизнь?

На главный вопрос — была ли жизнь на Марсе? — находка сидерита прямого ответа не дает. Но она добавляет уверенности: да, условия для жизни, какими мы их понимаем (жидкая вода, источник энергии, химические «строительные блоки»), на раннем Марсе, похоже, были. Планета была обитаема. По крайней мере, какое-то время.

Что же пошло не так? Почему Марс пошел по пути угасания, а Земля вот уже миллиарды лет остается гостеприимным домом для жизни? Это, пожалуй, одна из самых больших загадок, и каждая новая находка, подобная этой, приближает нас к ответу. Пусть и маленькими шажками.

Работа «Curiosity» продолжается. Марсоход ползет дальше по склонам горы Шарп, слой за слоем читая каменную книгу марсианской истории. И кто знает, какие еще сюрпризы ждут нас впереди? Честно говоря, ждать новостей с Марса всегда волнительно.

  • * — Гусев Андрей Юрьевич признан(а) иностранным агентом