Исследователи изучили образцы глинистых минералов, собранные марсоходом Curiosity в кратере Гейла между 2012 и 2021 годами. Эта глубокая впадина когда-то содержала большое озеро. Анализ показал необычно высокое содержание тяжелого изотопа кислорода-18 в воде, извлеченной из древних глин. Это первое столь убедительное свидетельство обогащения кислородом-18 в древнем марсианском водоеме.
Анализ изотопов показал, что Марс был теплым и влажным 3,7 миллиарда лет назад
Ученые из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения NASA проанализировали изотопный состав кислорода в марсианских породах и обнаружили следы интенсивного испарения воды 3,7 миллиарда лет назад. Это открытие дает новое понимание климата древнего Марса, когда планета была более теплой и влажной, чем сегодня.
Марсоход Curiosity NASA сделал это селфи в месте, получившем прозвище «Мэри Эннинг» в честь английского палеонтолога XIX века. Curiosity собрал три образца пробуренной породы в этом месте по пути из региона Глен-Торридон, который, по мнению ученых, был местом, где древние условия были благоприятны для существования жизни, если она когда-либо там была. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Изотопы кислорода оказались более информативными для изучения древнего марсианского климата, чем традиционно используемые изотопы водорода. Кислород-18 содержит на два нейтрона больше, чем обычный кислород-16, что делает его тяжелее. Глинистые минералы способны сохранять изотопные подписи миллиарды лет, действуя как своеобразная капсула времени. Хотя современная марсианская атмосфера имеет соотношение изотопов кислорода, схожее с земным, древние глины показали сильное обогащение тяжелым изотопом — это неопровержимое доказательство интенсивного испарения.
При испарении молекулы воды с более легким кислородом-16 покидают жидкость первыми, оставляя в озере повышенную концентрацию тяжелого изотопа. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Вставка вверху слева: снимок кратера Гейла, полученный с помощью спутника Mars Odyssey. Белый прямоугольник показывает расположение остальной части рисунка. Основной рисунок показывает маршрут марсохода Curiosity (белая линия) до 3149-го сола. Треугольник показывает место посадки. Белый прямоугольник показывает расположение рисунка 2 и содержит область исследования.
Как высыхал Марс и зарождалась жизнь на Земле
Открытие указывает на парадоксальную ситуацию: Марс был достаточно теплым для существования жидкой воды, но его атмосфера уже становилась сухой, способствуя активному испарению. «Теплый — понятие относительное», — поясняет ведущий автор исследования Эми Хофманн. — «Мы говорим о температурах чуть выше нуля, но этого было достаточно для поддержания пребиотических химических процессов, интересующих астробиологов. Это было динамичное время: планета переживала глобальный климатический переход, но поверхность все еще подвергалась химическому выветриванию, озерные воды имели близкий к нейтральному pH и не были особенно солеными».
Именно в это время на Земле появились первые простейшие одноклеточные организмы — бактерии и археи. В Гренландии и Австралии найдены строматолиты возрастом около 3,7 миллиарда лет — окаменевшие структуры, созданные колониями микроорганизмов. Если на Марсе климат менялся к худшему, на Земле жизнь только зарождалась и начинала свое победное шествие, которое в итоге полностью преобразило нашу планету.