Древний Марс мог быть намного более гостеприимным, чем обычно предполагают планетологи. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что вулканическая активность на Марсе 3-4 миллиарда лет назад выделяла в атмосферу совсем другие газы, чем предполаги модели. Вместо высоких концентраций диоксида серы ученые обнаружили свидетельства выделения химически восстановленных форм серы, включая сероводород, двухатомную серу и возможно гексафторид серы — чрезвычайно мощный парниковый газ.
Вулканы могли сделать Марс обитаемым миллиарды лет назад
Исследователи из Техасского университета в Остине обнаружили, что вулканическая активность на древнем Марсе могла создать благоприятные условия для жизни благодаря выделению реактивных серосодержащих газов, которые способствовали парниковому эффекту и поддерживали жидкую воду на поверхности планеты.
Кристаллы серы, обнаруженные внутри скалы после того, как 30 мая 2024 года марсоход NASA Curiosity случайно проехал по ней и раздавил ее. Это открытие подтверждает новые исследования ученых из Техасского университета в Остине о том, какие типы серы могли присутствовать на Марсе миллиарды лет назад. NASA
Экосистемы гидротермальных источников на Земле формируются вокруг подводных или наземных выходов горячей воды, богатой минералами и химическими соединениями. Основу пищевой цепи составляют хемосинтезирующие бактерии, которые получают энергию из химических реакций с сероводородом, метаном и другими веществами. Эти микроорганизмы служат пищей для более сложных форм жизни — червей, моллюсков, ракообразных. Подобная экосистема могла бы сложиться и на Марсе.
Ученые провели более 40 компьютерных симуляций, используя данные о составе марсианских метеоритов. Они моделировали различные температуры, концентрации и химические условия, чтобы оценить количество углерода, азота и сульфидных газов, которые могли выделяться на раннем Марсе. Исследование моделирует изменения серы в ходе геологических процессов, включая ее отделение от других минералов при включении в магматические слои под корой планеты.
Долина Гедиз, в которой Curiosity нашел чистую серу.
Парниковый эффект на раннем Марсе
«Присутствие восстановленной серы могло привести к образованию туманной среды, которая способствовала формированию парниковых газов, таких как SF6, удерживающих тепло и жидкую воду», — объясняет ведущий автор исследования Лючия Беллино. Она отмечает, что такие условия напоминают земные гидротермальные системы, поддерживающие разнообразную микробную жизнь.
Наземные гидротермальные источники могут быть прототипом марсианской экосистемы.
Исследование также раскрыло интересную особенность марсианской геохимии. В то время как марсианские метеориты содержат высокие концентрации восстановленной серы, на поверхности планеты сера химически связана с кислородом. Это указывает на то, что циклы серы — переходы между различными формами этого элемента — могли быть доминирующим процессом на раннем Марсе. Открытие NASA в прошлом году подтвердило эту теорию, когда марсоход Curiosity обнаружил элементарную серу в чистом виде, несвязанную с кислородом.
В будущем команда планирует использовать свои компьютерные модели для изучения других процессов, необходимых для поддержания жизни на Марсе, включая источники воды и возможность того, что восстановленные формы серы служили пищей для микробов в древнем климате, похожем на земные гидротермальные системы.