Исследование условий формирования глинистых отложений на Марсе
На планете Марс обнаружены толстые слои глины, которые могут простираться на сотни футов. Поскольку для их формирования необходима вода, эти обнажения давно привлекают внимание учёных, ищущих признаки прошлой жизни на Красной планете.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, учёные из Техасского университета в Остине и их коллеги внимательно изучили эти глинистые местности и выяснили, что большинство из них образовалось вблизи стоячих водоёмов на поверхности, которые были распространены на Марсе миллиарды лет назад. Такая среда способствовала химическому выветриванию, необходимому для создания толстых, богатых минералами слоёв глины, и могла обеспечить правильное сочетание воды, минералов и спокойной среды для развития жизни.
«Эти области характеризуются обилием воды, но небольшим топографическим подъёмом, что делает их очень стабильными», — сказала ведущий автор исследования Рианна Мур, проводившая исследование в качестве докторанта в Школе наук о Земле Джексона Техасского университета. «Если у вас стабильный рельеф, вы не нарушаете потенциально пригодные для жизни среды. Благоприятные условия могут сохраняться в течение более длительных периодов времени».
Исследование проводилось в рамках Центра планетарной обитаемости Техасского университета, который изучает происхождение и требования для жизни на Земле и других планетах. Мур сейчас работает в NASA в составе команды, поддерживающей миссию Artemis на Луну.
Глинистые отложения как признак древнего Марса
Исследователи отметили, что толстые слои глины также могут быть признаком дисбаланса водного и углеродного циклов на древнем Марсе, что может объяснить, почему на Марсе отсутствуют карбонатные породы в средах, где они ожидались бы на Земле.
Миллиарды лет назад Марс был влажным миром. На нём были озёра и реки, которые создали геологические образования, высеченные на поверхности планеты сегодня. Толстые слои глины образовались в этот влажный период. Однако до этого исследования мало что было известно об условиях, в которых они формировались, и о том, как окружающий рельеф влиял на их эволюцию.
Мур проанализировала изображения и данные из 150 глинистых отложений, которые были ранее идентифицированы в ходе глобального исследования, проведённого с помощью орбитального аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Она изучила тенденции в их топографических характеристиках и то, насколько близко они находились к другим геологическим объектам, таким как бывшие водоёмы.
Она обнаружила, что глины в основном встречаются на низких высотах вблизи озёрных отложений, но вдали от речных долин, где вода, как считается, текла более бурно. Этот баланс между химическим и физическим выветриванием привёл к их сохранению во времени. Соавтор Тим Гауддж, доцент кафедры наук о Земле и планетах в Школе Джексона, сказал, что марсианская глинистая среда похожа на тропические места, где на Земле встречаются толстые слои глины.
«На Земле места, где мы обычно наблюдаем самые толстые последовательности глинистых минералов, находятся во влажных средах и в условиях минимальной физической эрозии, которая может унести вновь созданные продукты выветривания», — сказал он. «Эти результаты предполагают, что последнее утверждение верно и для Марса, хотя есть намёки и на первое».
Однако глины также отражают древний марсианский мир, который сильно отличался от сегодняшнего земного. На Земле сдвиг тектонических плит постоянно обнажает свежие породы, которые могут легко вступать в реакцию с водой и CO₂ в атмосфере, что помогает регулировать климат. Однако на Марсе тектоническая активность отсутствует. Когда марсианские вулканы выбрасывали CO₂ в атмосферу, отсутствие источника новых реакционноспособных пород приводило к тому, что парниковый газ задерживался, вызывая потепление и увлажнение планеты. Исследователи предполагают, что эти условия могли способствовать формированию глин.
Более того, отсутствие новых пород на поверхности могло препятствовать химическим реакциям, необходимым для образования карбонатных пород, которые обычно образуются из вулканических пород, лежащих в основе большей части марсианской геологии, учитывая CO₂, воду и время. Продолжающееся формирование глин могло способствовать дефициту карбонатов, поглощая воду и изолируя химические побочные продукты в глине, а не позволяя им вымываться в более широкую среду, где они могли бы вступить в реакцию с окружающей геологией.
«Вероятно, это один из многих факторов, способствующих этому странному дефициту предсказанных карбонатов на Марсе», — сказала Мур.