Недавние исследования поставили под сомнение прежние представления об истории воды на Марсе, показав, что марсианские овраги могут образовываться в результате сублимации льда CO2, а не только жидкой воды. Это открытие, которое указывает на потенциально более короткую продолжительность существования жидкой воды на Марсе, предполагает снижение вероятности существования прошлой жизни на планете и подчеркивает уникальность Земли в космосе. (Концепция художника.) Фото: SciTechDaily.com
Исследования отодвигают присутствие воды на Марсе еще дальше в прошлое.
Период, когда жидкая вода присутствовала на поверхности Марс возможно, был короче, чем считалось ранее. Канальные формы рельефа, называемые оврагами, которые ранее считались образованными исключительно жидкой водой, также могут образовываться под действием испаряющегося CO.2 лед. К такому выводу пришло новое исследование Лоннеке Рулофса, исследователя планет из Утрехтского университета. «Это влияет на наши представления о воде на Марсе в целом и, следовательно, на наши поиски жизни на планете». Результаты исследования опубликованы в журнале Связь Земля и окружающая среда.
«Марсианская атмосфера на 95% состоит из CO.2— объясняет Лоннеке Рулофс. «Зимой температура воздуха опускается ниже -120 градусов. Цельсиячто достаточно холодно для CO2 в атмосфере замерзнуть».
В процессе замерзания CO2 газ может превратиться непосредственно в CO2 лед, пропуская жидкую фазу. Этот процесс похож на заморозки на Земле, когда водяной пар образует кристаллы льда и покрывает ландшафт белой пленкой. Более теплые весенние температуры в сочетании с тонкой марсианской атмосферой вызывают выбросы CO.2 лед испаряется непосредственно обратно в газ, снова пропуская жидкую фазу.
Спутниковый снимок овражных ландшафтов на Марсе, сделанный HiRISE (эксперимент по визуализации высокого разрешения), камерой на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата. Белый лед CO2 виден по бокам оврагов. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Аризона.
«Мы называем это «сублимацией». Этот процесс является чрезвычайно взрывоопасным из-за низкого давления воздуха на Марсе. Создаваемое давление газа раздвигает зерна осадка, заставляя материал течь, подобно селевым потокам в горных районах Земли. Эти потоки могут изменить марсианский ландшафт – даже при отсутствии воды».
«Результаты моего исследования показывают, что вероятность существования жизни на Марсе меньше, чем считалось ранее».
Ученые давно предположили, что CO2 Лед может быть движущей силой этих марсианских ландшафтных структур. «Но эти гипотезы в основном основывались на моделях или спутниковых исследованиях», — объясняет Рулофс. «Благодаря нашим экспериментам в так называемой «марсианской камере» мы смогли смоделировать этот процесс в марсианских условиях. Используя это специализированное лабораторное оборудование, мы смогли непосредственно изучить этот процесс своими глазами. Мы даже заметили, что селевые потоки, вызванные CO2 Лед в марсианских условиях течет так же эффективно, как потоки мусора, приносимые водой на Земле».
Лоннеке Рулофс рядом с камерой Марса в Открытом университете Милтон Кейнс (Великобритания). Предоставлено: Утрехтский университет.
Внеземная жизнь
«Мы точно знаем, что когда-то на поверхности Марса была вода. Это исследование не доказывает обратного», — говорит Рулофс. «Но для возникновения жизни, вероятно, необходим длительный период, когда присутствовала жидкая вода. Раньше мы думали, что эти ландшафтные структуры образованы селевыми потоками, приносимыми водой, из-за их сходства с селевыми системами на Земле.
«Мои исследования теперь показывают, что, помимо селевых потоков, питаемых водой, сублимация замороженного CO2 также может служить движущей силой формирования марсианских овраговых ландшафтов. Это отодвигает присутствие воды на Марсе еще дальше в прошлое, уменьшая вероятность существования жизни на Марсе». И это делает нас еще более уникальными, чем мы думали.
Почему Марс?
Но что заставляет человека интересоваться пейзажами, находящимися на расстоянии 330 миллионов километров? «Марс — наш ближайший сосед. Это единственная каменистая планета, близкая к «зеленой зоне» нашей солнечной системы. Зона находится достаточно далеко от Солнца, чтобы обеспечить существование жидкой воды, необходимого условия для жизни. Так что Марс — это место, где мы, возможно, сможем найти ответы на вопросы о том, как развивалась жизнь, включая потенциальную внеземную жизнь», — отвечает Рулофс.
«Кроме того, изучение формирования ландшафтных структур на других планетах — это для нас способ выйти за пределы земного контекста. Вы задаете разные вопросы, что приводит к новому пониманию процессов здесь, на Земле. Например, здесь, на Земле, мы также можем наблюдать процесс газовых селевых потоков в пирокластических потоках вокруг вулканов. Таким образом, это исследование может способствовать лучшему пониманию наземных вулканических опасностей».
Ссылка: «Как, когда и где текущие массовые потоки в марсианских оврагах вызваны сублимацией CO2», авторы: Лоннеке Рулофс, Сьюзан Дж. Конвей, Тьяллинг де Хаас, Колин Дандас, Стивен Р. Льюис, Джим МакЭлвейн, Келли Паскуон, Ян Раак, Мэтью Сильвест и Маниш Р. Патель, 13 марта 2024 г., Связь Земля и окружающая среда.
DOI: 10.1038/s43247-024-01298-7