Красная пустыня хранит зелёную тайну: белые породы выдали Марс времён тропических ливней

На Марсе нашли глину, которая образуется только при длительных дождях — CEE

Следы древнего тропического климата на Марсе, которые ещё недавно казались научной фантастикой, вновь привлекли внимание специалистов. Новые наблюдения марсохода NASA Perseverance выявили минералы, указывающие на то, что когда-то на поверхности планеты могли существовать обильные осадки, тёплая среда и условия, больше похожие на земные дождевые леса, чем на современную марсианскую пустыню. Эти данные расширяют представления о марсианской эволюции и возможной среде, где могла возникнуть жизнь. Об этом сообщает Communications Earth & Environment (CEE).

Минерал, который меняет историю Марса

На снимках кратера Езеро учёные заметили светлые участки, резко выделяющиеся на красноватой поверхности. Perseverance определил, что это каолинитовая глина — минерал, который на Земле формируется при длительных проливных дождях, когда из горных пород постепенно вымываются примеси, оставляя очищенный алюмосиликатный материал. Найти такую глину в условиях холодной пустыни — большая редкость и важная подсказка.

"Эти породы очень сложно сформировать — для этого нужна огромная количество воды, что указывает на более тёплый и влажный климат", — сказала профессор планетологии и планировщик миссии NASA Бриони Хорган.

Каолинит стал новым аргументом в дискуссии о раннем Марсе. Фрагменты минерала, от мелких камней до крупных валунов, образуют последовательность признаков, которые исследователи могут сопоставлять с аналогичными породами на Земле. Такой сравнительный анализ помогает выяснить, как менялась поверхность планеты и как её климат мог перейти от влажного к сухому. Схожий подход используется и при изучении динамики природных процессов на Земле, например в работах о том, как быстрое потепление Арктики влияет на сезонные ритмы.

Как марсоход ищет следы древних озёр

Perseverance исследует кратер Езеро с 2021 года — место, где раньше находилось большое озеро, сопоставимое по площади с озером Тахо. Но загадка каолинита в том, что его источник неочевиден: минералы попадаются вдоль маршрута марсохода, однако рядом нет обнажений пород, из которых они могли бы быть выщелочены.

"Они указывают на невероятное событие, связанное с водой, но мы до конца не знаем их происхождения", — сказала Хорган.

По мнению исследователей, есть два основных сценария. Либо фрагменты каолинита были принесены древней рекой, образовавшей дельту, либо выброшены ударным событием и рассеяны по поверхности. Другие регионы Марса, где спутниковые данные показывают крупные залежи каолинита, ещё предстоит исследовать наземными аппаратами. Пока что небольшие камни остаются единственным доступным физическим свидетельством древнего влажного периода.

Земные аналоги и важность сравнений

Чтобы понять, насколько реалистичны марсианские климатические интерпретации, учёные сравнили марсианские образцы с породами, найденными в Южной Африке и районе Сан-Диего. На Земле каолинит обычно формируется либо в тропическом климате с обильными осадками, либо в гидротермальных системах. Оба процесса требуют большого количества воды, но имеют разные химические сигнатуры.

"Когда мы видим каолинит на Марсе, где холодно и нет жидкой воды, это говорит о прошлом, богатом влагой", — сказал научный сотрудник Адриан Броз Университета Пердью и специалист миссии Perseverance.

Сравнение данных с трёх участков позволило исключить гидротермальные процессы как основной источник минерала. Наиболее правдоподобная модель — длительное выщелачивание дождями в тёплой и влажной среде, которая существовала миллиарды лет назад. Такое сочетание условий делает каолинит своеобразной "капсулой времени", способной сохранить информацию о древнем климате. Похожий принцип используется и в исследованиях других планетных материалов, например в изучении того, как структуры графена позволяют управлять светом.

Сравнение климатических моделей Марса

Исследователи выделяют несколько сценариев климата древнего Марса.

Модель тёплого влажного климата:
Предполагает устойчивые осадки, реки и озёра. Такая среда могла быть пригодной для жизни.

Модель холодного, но эпизодически влажного климата:
Климат был прохладным, но отдельные процессы — вулканизм, удары метеоритов — могли давать кратковременные периоды тепла и влаги.

Модель резко высыхающей планеты:
Предполагает, что Марс постепенно терял атмосферу и воду до сегодняшнего состояния.

Каолинит лучше всего согласуется с долгосрочными влажными условиями, а не краткими вспышками влаги.