Долгое время ученые придерживались теории, что красноватый оттенок Марса – заслуга гематита, распространенной железной руды, богатой железом и имеющей узнаваемый рыжевато-коричневый цвет. Однако последние научные изыскания бросают вызов этой устоявшейся точке зрения. Согласно новым данным, ключевую роль в формировании марсианского «загара» играет другой минерал. Более того, полученные данные могут пролить свет на давнюю загадку – существование в прошлом на Марсе значительных запасов жидкой воды.
Предыдущие исследования марсианского грунта, проведенные много лет назад, выявили присутствие оксида железа – того самого вещества, которое мы на Земле называем ржавчиной – как основного фактора, окрашивающего Марс в красноватые тона. Аналогично земным процессам, оксид железа возникает, когда железо, содержащееся в горных породах, вступает в реакцию с влагой. Марсианская влага могла существовать как в жидком виде, так и в форме водяного пара в атмосфере. Однако современный Марс – это крайне засушливый мир. В связи с этим, ученые выдвинули гипотезу, что именно гематит, будучи безводной формой оксида железа, играл доминирующую роль в формировании характерного тусклого оттенка планеты. Предполагалось, что даже незначительное количество воды в марсианской атмосфере могло вступить в реакцию с гематитом, вызвав «ржавление» поверхности.
Недавний анализ геологического строения Марса и образцов искусственно созданной марсианской пыли заставляет пересмотреть эту теорию. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, группа исследователей утверждает, что наиболее вероятным виновником марсианского цвета является ферригидрит. Этот минерал, также являющийся оксидом железа, часто предшествует образованию гематита в естественном цикле превращений железа.
В ходе научной работы планетологи из Соединенных Штатов, Канады и Европы проанализировали обширные данные, собранные целым рядом космических аппаратов. Среди них были орбитальные зонды Mars Express и ExoMars Trace Gas Orbiter Европейского космического агентства (ESA), а также Mars Reconnaissance Orbiter и марсоходы Curiosity, Opportunity и Pathfinder, принадлежащие NASA. Особое внимание было уделено данным Trace Gas Orbiter, который смог детально изучить частицы марсианской пыли. Все эти данные послужили отправной точкой для создания в лабораторных условиях аналогов марсианской пыли, каждый из которых содержал различные формы оксида железа. Далее исследователи провели серию экспериментов, изучая взаимодействие света с каждым из синтезированных образцов. Целью было найти минерал, спектр отраженного света которого максимально соответствовал бы спектру Марса.
Лабораторный образец, имитирующий марсианский грунт, разработанный исследователями. Источник: Адомас Валантинас/Университет Брауна
«Марсианская пыль состоит из очень мелких частиц, поэтому для получения реалистичных и точных результатов измерений нам пришлось воспроизвести в наших смесях размеры частиц, характерные для Марса», – пояснил Адомас Валантинас, геолог, занимающийся изучением Марса, и научный сотрудник Университета Брауна. «Мы использовали высокотехнологичную мельницу, которая позволила измельчить ферригидрит и базальт до субмикронных размеров. В итоге размер частиц составил всего одну сотую толщины человеческого волоса. Спектр отраженного света от этих смесей продемонстрировал высокую степень соответствия наблюдениям, полученным с орбиты и с поверхности Марса».
Адомас Валантинас и его коллеги с большим волнением ожидают прибытия на Землю образцов марсианского грунта, собранных марсоходом Perseverance. Анализ этих образцов должен окончательно подтвердить выводы, сделанные в лабораторных условиях. Однако, по обновленным планам NASA, доставка этих ценных образцов ожидается не ранее 2030-х годов. В настоящее время исследователи сосредоточены на изучении возможных последствий обнаружения ферригидрита для понимания марсианского прошлого, в частности, для уточнения хронологии существования на планете водных океанов. В отличие от гематита, образующегося в безводных условиях, ферригидрит формируется в присутствии прохладной воды. Это открытие усиливает позиции гипотезы о том, что в далеком прошлом на Марсе действительно существовал океан жидкой воды, возможно, даже пригодный для возникновения и поддержания жизни.
«Существовала ли когда-либо жизнь на Марсе? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо досконально изучить условия, которые существовали в период формирования ферригидрита», – подчеркнул Валантинас. «Наше исследование открывает новую главу в изучении марсианской истории и потенциально приближает нас к ответу на один из фундаментальных вопросов: были ли мы когда-то не одиноки в Солнечной системе».
