Три мільярди років тому поверхня Марса була багата на воду, а над нею панувала щільна атмосфера, що забезпечувала існування гідрологічного циклу та повноцінного клімату. Однак яким саме був цей клімат? Американські геологи з Брістольського університету провели дослідження, щоб з’ясувати, чи був клімат Марса теплим і вологим, як у тропіках, чи холодним і сухим, як в Арктиці чи Антарктиці.
Аналіз ґрунтів кратера Гейла
Марсохід Curiosity за майже 12 років роботи в кратері Гейла зібрав значну кількість даних про ґрунти, які там зустрічаються. Ця місцевість є дном давнього озера, що існувало між чотирма та трьома мільярдами років тому. Вчені виявили осадові породи, мінерали, що формувалися в присутності води, а також особливий клас ґрунтів — рентгеноаморфні матеріали. Ці матеріали характеризуються випадковою дифракцією рентгенівського випромінювання, відсутністю регулярної кристалічної структури і є гелеподібною сумішшю мікро- та наночастинок різних порід.
Інструмент CheMin
Ровер Curiosity оснащений інструментом CheMin (Chemistry and Mineralogy), який досліджує структуру марсіанських мінералів та порід методом дифракції рентгенівського випромінювання. Результати показують, що ґрунти в кратері Гейла складаються з рентгеноаморфних матеріалів на 15-73% за масою. Їхній хімічний склад характеризується високим вмістом заліза (до 43%) та кремнію (до 76%), але низьким вмістом алюмінію (менше 11%).
Пошук аналогічних ґрунтів на Землі
Знайти на Землі ґрунти, повністю ідентичні марсіанським, майже неможливо через різні умови на двох планетах. Проте вчені вирішили знайти відповідні за хімічним складом зразки, щоб зрозуміти умови на Марсі. Вони обрали ультраосновні ґрунти (серпентинові), що вивітрилися, і визначили вміст рентгеноаморфних матеріалів.
Локації для дослідження
Дослідження проводилися в кількох локаціях:
- Гори Кламат у Каліфорнії
- Містечко Пікхандл-Галч у пустелі Невада (США)
- Гори Тейбллендс у Ньюфаундленді (Канада)
У гірському середземноморському кліматі та пустельних умовах не вдалося знайти достатню кількість рентгеноаморфних матеріалів. Проте холодний субарктичний пояс Ньюфаундленду виявився дуже близьким до марсіанських ґрунтів із кратера Гейла.
Це дозволяє припустити, що клімат Червоної планети був сухим і прохолодним з переважанням снігових опадів. У період формування рентгеноаморфних порід, що тривав сотні тисяч або навіть мільйони років, на Марсі не було великих перепадів температур. Конкретні механізми формування таких ґрунтів залишаються не до кінця з’ясованими, але, ймовірно, пов’язані з певним енергетичним балансом між частинками рентгеноаморфних матеріалів у присутності холодної води.
Наукова робота з докладним описом методів дослідження та його результатами опублікована в журналі Communications Earth and Environment. Серед авторів — співробітники Інституту дослідження пустель (DRI), Університету штату Невада в Лас-Вегасі (UNLV), Космічного центру імені Ліндона Джонсона (NASA JSC) та Державного університету Арізони.
