Зникла атмосфера Марса може «ховатися на видноті»: що з'ясували вчені

Вчені заявили про те, що атмосфера Марса може ховатися у всіх на очах. За їхніми словами, вона була поглинена мінералами, розташованими на поверхні Червоної планети, повідомляє Space.com.

І якщо атмосфера Марса справді «пішла в землю» три мільярди років тому, це може пояснити, як сусідня з нами планета стала настільки відмінною від Землі, потенційно втративши здатність бути домом для життя.

На думку вчених, Червона планета не завжди була посушливою та безплідною, як сьогодні. Марсоходи Perseverance і Curiosity, які зараз займаються вивченням планети, виявили, що 4,6 мільярда років тому на ній існувала велика кількість води. Але для того, щоб на Марсі була вода, у нього мала бути атмосфера, яка не давала цій воді замерзати. І протягом десятиліть вчених хвилювало питання, куди ця атмосфера зникла.

Група дослідників вважає, що відповідь весь цей час була під носом у Curiosity та Perseverance. Вчені вважають, що коли вода існувала на Червоній планеті, вона просочувалася через певні типи гірських порід і запускала повільну серію реакцій, які поглинали вуглекислий газ із атмосфери. Потім він перетворювався на метан, форму вуглецю, і виявився замкнений у глинистій поверхні Марса.

«Грунтуючись на наших висновках на Землі, ми показуємо, що схожі процеси, ймовірно, відбувалися на Марсі і що значні кількості атмосферного вуглекислого газу могли перетворитися на метан і бути ізольованими в глинах. Цей метан все ще може бути присутнім і, можливо, навіть використовуватися як джерело енергії на Марсі в майбутньому», - заявив Олівер Ягуц, професор геології на кафедрі наук про Землю, атмосферу і планети Массачусетського технологічного інституту (MIT EAPS).

Ягуц та його колеги розпочали своє дослідження не на Марсі, а на Землі. Вони намагалися визначити, які геологічні процеси керують еволюцією твердого, але крихкого зовнішнього шару оболонки Землі, що охоплює кору та верхню мантію та відомий як літосфера. Вони зосередили свою увагу на типі поверхневого глинистого мінералу, званого смектит, який дуже ефективно вловлює вуглець. Усього одне зерно смектиту складається з безлічі складок, у яких вуглець може бути і залишатися мільярди років, не зміщуючись і порушуючись.

На Землі смектити створюються рухом літосферних плит. Тектонічна активність також підняла смектити на поверхню планети. При виході на поверхню цей складчастий глинистий мінерал втягував вуглекислий газ, видаляючи цей парниковий газ із атмосфери та допомагаючи нашій планеті остигати протягом мільйонів років.

Коли вчені переключили свою увагу на Марс, вони помітили на поверхні смектитову речовину. І це відкриття порушило важливе питання: оскільки на Червоній планеті відсутня тектонічна активність, як на ній з'явився цей мінерал?

Однією з підказок було дистанційне виявлення магматичних порід з низьким вмістом кремнію в корі Червоної планети, які називаються ультраосновними породами. На Землі ці магматичні породи створюють смектити, коли вони зазнають корозії або «вивітрювання» водою. На Марсі є свідчення існування древніх річок, де вода могла текти і реагувати з підстилаючою породою.

Потім команда використовувала знання про взаємодію води та магматичних порід на Землі, щоб створити модель, яка застосовується до Марса. І вона показала, що протягом мільярда років вода могла просочитися крізь кору, щоби вступити в реакцію з магнієво-залізним силікатом, який широко поширений у магматичних породах і називається «олівін». Цей мінерал багатий на залізо, з яким кисень у воді міг би зв'язатися в процесі, вивільняючи водень. Це окислене залізо, можливо, допомогло надати Марсу його характерного червоного кольору.

Потім звільнений водень міг з'єднатися з вуглекислим газом у воді, щоб утворити метан, і ця реакція повільно перетворила олівін на іншу породу, багату на залізо, звану «серпентин». Оскільки серпентин продовжував реагувати з водою, це могло зрештою сформувати смектити.

«Ці смектитові глини мають велику здатність зберігати вуглець. Тому потім ми використовували наявні знання про те, як ці мінерали зберігаються в глинах на Землі, і екстраполювали, щоб з'ясувати, чи існує на поверхні Марса стільки глини, скільки метану можна зберігати в цих глинах?», - заявив провідний автор дослідження та випускник MIT EAPS Джошуа Мюррей.

Команда виявила, що для зберігання кількості метану, необхідного для вилуговування більшої частини вуглекислого газу з атмосфери Марса, Червону планету довелося б покрити шаром смектиту завтовшки понад 1100 метрів.

«Ми виявили, що оцінки глобальних обсягів глини на Марсі узгоджуються з тим, що значну частину початкового вуглекислого газу Марса було ізольовано у вигляді органічних сполук у багатій глиною корі. У певному сенсі, відсутня атмосфера Марса може ховатися на видноті», — сказав Мюррей.

Раніше вчені заявили про те, що давно втрачений супутник може пояснити, чому Марс відрізняється від інших кам'янистих планет Сонячної системи.