Марсоход «Curiosity» обнаружил признаки древнего углеродного цикла на Марсе, который, возможно, способствовал поддержанию жизни

Марсоход Curiosity обнаружил признаки значительных запасов углекислого газа в коре Марса, что может пролить свет на древний углеродный цикл Красной планеты и её потенциальную обитаемость в прошлом.

Хотя сейчас Марс холодный и безжизненный, такие геологические особенности, как пересохшие русла рек и слои осадочных пород, указывают на то, что некогда здесь были озёра и текущая вода. Эти признаки говорят о том, что в прошлом планета обладала гораздо более плотной атмосферой, богатой CO₂, которая создавала более тёплые условия, подходящие для существования жидкой воды. Однако учёные долгое время не могли объяснить отсутствие ожидаемого количества карбонатных минералов (которые обычно образуются при взаимодействии воды, углекислого газа и горных пород) в ранее изученных образцах с Марса.

Исследования кратера Гейл

«Обнаружение больших запасов углерода в кратере Гейл — это неожиданное и важное открытие, которое меняет наше понимание геологической и атмосферной эволюции Марса», — говорит доктор Бен Тутуоло из Университета Калгари, работающий с марсоходом NASA Curiosity.

Тутуоло возглавил группу исследователей, изучавших древнее озеро в кратере Гейл. В 2022–2023 годах Curiosity пробурил четыре образца на разных глубинах, чтобы изучить переход Марса от влажного прошлого к нынешней засушливой эпохе, используя бортовой рентгеновский дифрактометр.

Неожиданные карбонатные отложения на Марсе

«Обилие легкорастворимых солей в этих породах и аналогичных отложениях, обнаруженных на большей части Марса, служит доказательством "великого иссушения" планеты во время её резкого перехода из тёплого и влажного состояния в нынешнее холодное и сухое», — объясняет Тутуоло.

Предыдущие спутниковые наблюдения указывали на отсутствие карбонатов в этих слоях, что противоречило теориям о влажном прошлом Марса. Однако команда Тутуоло обнаружила неожиданно высокие концентрации (5–10% по массе) карбоната железа и сидерита в отложениях, богатых сульфатом магния. Исследователи полагают, что взаимодействие воды и горных пород в сочетании с испарением привело к захвату атмосферного CO₂ в виде осадочных минералов.

Сколько углерода хранит Красная планета?

«Теперь вопрос в том, сколько CO₂ из атмосферы было действительно связано в породах? Могло ли это стать причиной потери обитаемости, поскольку без достаточного количества CO₂ в атмосфере планета больше не могла удерживать тепло?» — задаётся вопросом Тутуоло.

Результаты исследования показывают, что на Марсе может находиться огромный, ранее не обнаруженный резервуар углерода. Однако чтобы понять, являются ли эти отложения локальными или распространены по всей планете, потребуются дальнейшие исследования. Некоторые карбонатные материалы, по-видимому, со временем разрушались, возможно, высвобождая CO₂ обратно в атмосферу — это указывает на сложный долгосрочный углеродный цикл.

«Это говорит нам о том, что планета была пригодна для жизни, и модели её обитаемости верны», — добавляет Тутуоло. «Более широкий вывод заключается в том, что Марс оставался обитаемым до определённого момента, но затем начал терять воду, и сидерит начал осаждаться».

Продолжение исследований обитаемости

Подтверждение существования древнего углеродного цикла станет важным шагом к доказательству того, что Марс некогда имел условия, подходящие для жизни. По данным NASA, дальнейшее изучение марсианских карбонатов может дать ключевые данные о том, как атмосфера планеты истощалась со временем.

«Это показывает нам механизмы образования этих минералов из солей на Марсе и то, как мы можем воспроизвести этот процесс на Земле», — говорит Тутуоло. «Это также напоминает, что обитаемость — чрезвычайно хрупкое состояние».

«Самое удивительное в Земле то, что она остаётся пригодной для жизни как минимум четыре миллиарда лет», — заключает он. «С Марсом произошло то, чего не случилось с нашей планетой».