Марс ни жив ни мертв

17 июля, в журнале Nature была опубликована статья, авторы которой заключили, что в древности на Марсе было большое количество воды. Они пришли к такому выводу, проанализировав распределение глин на поверхности планеты. Ученые считают, что условия на Марсе несколько миллионов лет назад были вполне пригодными для жизни. Однако эти результаты противоречат выводам нескольких более ранних работ, авторы которых доказывали, что живые существа не могли бы выжить на Марс ни сейчас, ни в прошлом. Как объяснить эти противоречия?

Доводы "за"

Команда ученых, ведущим исследователем которой был Джон Мастард (John Mustard) из Университета Брауна в США, искала доказательства существования воды на Марсе, анализируя состав и распределение одного из типов минералов – филлосиликатов. В кристаллической решетке филлосиликатов, или листовых силикатов, присутствуют молекулы воды или гидроксильная группа. Эти минералы образуются из магматических пород при их длительном контакте с водой.

Впервые филлосиликаты на Марсе были обнаружены в 2006 году орбитальным аппаратом "Mars Express". Его оптическая система OMEGA позволяет определять состав минералов Марса, "воспринимая" излучение с поверхности планеты в видимом и инфракрасном диапазоне. Разрешение OMEGA невысоко – оно составляет несколько сотен метров. Всего с помощью аппаратуры OMEGA было обнаружено более двух десятков регионов, которые богаты филлосиликатами. По приблизительным оценкам, все найденные залежи образовались в течение первых 500 миллионов лет жизни планеты.

Используя полученные данные, ученые заключили, что филлосиликаты образовались на Марсе в Ноеву эпоху (период от 4,6 до 3,8 миллиардов лет назад), и что на Марсе существовало незначительное количество мест, условия в которых благоприятствовали формированию филлосиликатов. То есть, на большей части территории Красной планеты скалы не соприкасались с водой.

Чтобы получить более точные данные о распределении минералов на Марсе – и, в конце концов, о наличии на нем воды – ученые создали более точный прибор - Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM). CRISM установлен на орбитальном аппарате "Reconnaissance". В своей работе Джон Мастард и коллеги анализировали данные, переданные на Землю именно спектрометром CRISM. Его среднее рабочее разрешение составляет около 100 метров, максимальное – до 18 метров.

На данный момент CRISM исследовал чуть больше половины всей площади планеты. Он нашел несколько сотен мест, содержащих залежи минералов. Согласно заключениям ученых, все они образовались, когда Марс был совсем юной – не старше 500 миллионов лет – планетой. Таким образом, CRISM подтвердил предположения о том, что в этот период Марс еще не остыл (он меньше Земли и поэтому остывает быстрее). В более ранних работах выдвигалась теория о том, что аномально долгому сохранению тепла на Марсе в Ноеву эпоху способствовал парниковый эффект – накопление в атмосфере планеты парниковых газов, которые задерживают тепловое излучение.

Кроме определения мест залежей филлосиликатов, CRISM "разглядел", какие именно листовые силикаты находятся на Марсе. Для образования некоторых из обнаруженных филлосиликатов были необходимы кислые условия, для формирования других – щелочные. По мнению ученых, эти данные свидетельствуют о том, что условия на юном Марсе несколько раз менялись.

В некоторых местах филлосиликаты были обнаружены в жерлах кратеров и вокруг них. Кратеры образуются на поверхности планет при соударении с астероидами. Согласно общепринятой точке зрения, при этом наружу выбрасывается большое количество вещества, находящегося на глубине до четырех-пяти километров. Таким образом, вода могла присутствовать не только на поверхности Марса.

Ученые утверждают, что обнаружение филлосиликатов само по себе может служить доказательством возможного существования на Марсе жизни. Эти минералы образуются при взаимодействии мантийных пород с водой при температурах от 100 до 200 градусов по Цельсию. Некоторые земные организмы могут жить в таких условиях.

Двумя месяцами раньше выхода работы Мастарда и коллег в журнале Nature Geoscience была опубликована статья американских ученых, ведущим автором которой была сотрудница Университета Брауна Бетани Элманн (Bethany Ehlmann). Авторы этого исследования изучали поверхность Марса в районе кратера Цезеро (Jezero), диаметром около 45 километров. Проанализировав состав отложений в дельтах двух рек (сейчас сухих), расположенных в кратере, Элманн и соавторы пришли к выводу, что минералы были принесены в кратер во времена Ноевой эпохи реками из обширного водоема. Авторы работы считают, что кратер Цезера является лучшим местом для поиска органических останков.