Ученые объясняют, как вода могла сделать Марс красной планетой

Ученые веками задавались вопросом, почему Марс красный. Давняя теория заключалась в том, что ржавый цвет планеты произошел от гематита, богатого железом минерала, образующегося в сухих условиях. Но новое исследование предполагает, что может быть виновато что-то еще: ферригидрит, оксид-гидроксидный минерал железа, который образуется во влажной среде.

Исследование, опубликованное в Nature Communications исследователями из Университета Брауна и Бернского университета, предполагает, что ферригидрит (Fe5O8H · nH2O) является доминирующим железосодержащим минералом в марсианской пыли. Их выводы, основанные на орбитальных наблюдениях, данных марсоходов и лабораторных экспериментах, бросают вызов предыдущим представлениям о составе поверхности Марса.

«Фундаментальный вопрос о том, почему Марс красный, обсуждался на протяжении сотен, если не тысяч лет», — сказал Адомас Валантинас, научный сотрудник Университета Брауна. «Из нашего анализа мы считаем, что ферригидрит есть повсюду в пыли, а также, вероятно, в горных образованиях».

Формирование ферригидрита и марсианский климат

Ферригидрит образуется, когда железо реагирует с кислородом и водой. На Земле он обычно встречается в вулканических породах и пепле. Его присутствие на Марсе предполагает, что когда-то планета была намного более влажной, с условиями, которые могли поддерживать жидкую воду. Это контрастирует с гематитом, который образуется в более сухих средах.

Чтобы проверить свою теорию, исследователи воссоздали марсианские условия в лаборатории. Они измельчили минералы в крошечные частицы — примерно 1/100 ширины человеческого волоса — соответствующие размеру настоящей марсианской пыли. Затем они изучили, как свет отражается от этих частиц. Результаты показали, что ферригидрит остается стабильным в нынешнем сухом и холодном климате Марса, но его структура все еще содержит признаки того, что он образовался, когда на планете была вода.

«Что мы знаем из этого исследования, так это то, что доказательства указывают на образование ферригидрита, и для этого должны были быть условия, в которых кислород и вода могли вступать в реакцию с железом», — пояснил Валантинас. «Эти условия сильно отличались от сегодняшней сухой и холодной среды».

Доказательства присутствия ферригидрита

Чтобы подтвердить присутствие ферригидрита, команда изучила данные с марсианского разведывательного орбитера НАСА, Mars Express и Trace Gas Orbiter ЕКА. Они также использовали спектральные показания с марсоходов, таких как Curiosity, Pathfinder и Opportunity. Объединив все эти источники, они обнаружили, что минерал, по-видимому, широко распространен на марсианской поверхности.

Это открытие бросает вызов предыдущим теориям о том, что Марс постепенно окислялся в сухих условиях. Вместо этого это предполагает, что древний Марс прошел более влажную фазу, прежде чем высохнуть. Этот переход от богатого водой прошлого к сухой, пыльной планете, которую мы видим сегодня, является ключом к пониманию климатической истории Марса — и, возможно, его способности поддерживать жизнь.

«Исследование — это возможность открыть дверь», — сказал Джек Мастард, старший автор исследования. «Это дает нам больше шансов применить принципы образования минералов и условий, чтобы вернуться во времени».

Хотя результаты предоставляют убедительные доказательства роли ферригидрита в красной пыли Марса, окончательное доказательство придется ждать, пока образцы Марса, которые в настоящее время собираются марсоходом НАСА Perseverance, не будут возвращены на Землю. Ученые надеются, что эти образцы подтвердят теорию и прольют больше света на историю окружающей среды планеты.

Мнение редакции MSReview:

Это открытие может существенно изменить наше понимание истории Марса и его потенциальной обитаемости. Если вода действительно сыграла ключевую роль в формировании красного цвета планеты, это открывает новые перспективы для поиска признаков жизни в прошлом Марса.