Как атмосфера Марса обратилась в камень

Объявлено об открытии возможного механизма потери Красной планетой своей ранней атмосферы, намного более плотной, чем сегодняшняя, и состоявшей в основном из углекислого газа, который обеспечивал Марсу температуры, благоприятствующие поверхностной жидкой воде.

Сегодня существование в марсианском прошлом более тёплого климата — общепризнанный факт. Хотя, казалось бы, и это, и следы водных потоков на поверхности должны приводить в недоумение — ведь четыре миллиарда лет назад, когда эти самые потоки были в силе, молодое Солнце светило на десятки процентов слабее. Но, по всей видимости, никакой загадки в этом нет: атмосфера четвёртой планеты нынче в сто раз разреженней земной и в сотни раз уступает газовой оболочке того же Титана, где гравитация куда слабее марсианской.

Очевидно и то, что некогда атмосфера Марса также в основном состояла из углекислого газа, но была радикально плотнее и обеспечивала парниковый эффект, достаточный для существования гидросферы.


Всё изменилось примерно четыре миллиарда лет назад: температура упала, гидросфера стала мерзлотой. Почему? — Считается, что из-за потери атмосферой диоксида углерода. Вот только как именно он был утрачен?

Тим Томкинсон (Tim Tomkinson) и Ко из Шотландского центра исследований окружающей среды взялись снять все вопросы при помощи метеорита Лафайет из группы нахлитов. Сей образец с четвёртой планеты сформировался из расплавленной породы примерно 1,3 млрд лет назад и около 11 млн лет назад был выбит с поверхности Марса мощным ударом некоего тела.

Хотя со времени его открытия в 1931 году он неоднократно подвергался исследованиям, в этот раз фокус сместился на сидерит, карбонат железа. Установлено, что этот минерал в составе метеорита был образован при карбонизации — взаимодействии воды и углекислого газа марсианской поверхности со скальными породами, содержащими оливин. В ходе реакции, сформировавшей кристаллы сидерита, последние должны были намертво связывать значительные количества диоксида углерода, превращая его в компонент камня.

Итак, метеорит Лафайет предоставляет нам прямое свидетельство связывания углекислого газа в какой-то момент не ранее 1,3 млрд лет тому назад. Но что это говорит о климатической катастрофе втрое большей давности? Как замечают исследователи, и сам газ, и оливин, и вода присутствовали на планете и во времена её ранней молодости. Таким образом, реакция, сформировавшая Лафайет, вполне могла происходить более 4 млрд лет назад, что объясняло бы переход климата от тёплого и сравнительно влажного к сухому и холодному, с резкими перепадами температур.

Подчеркнём, что подобный процесс происходит и на Земле, хотя и недостаточно интенсивно для аналогичного превращения в пустынный мир. Таким образом, остаётся вопросом лишь то, почему на четвёртой планете карбонизация шла настолько эффективнее, чем на третьей, и нет ли каких-то особых механизмов, способных регулировать скорость таких процессов.


Ну а Тим Томкинсон обращает наше внимание на то, что интенсивное связывание парниковых газов скальными породами намекает на возможность использования землянами сходного механизма для избежания перегрева планеты.

Отчёт об исследовании принят к публикации в журнале Nature Communications.

Подготовлено по материалам Университета Глазго.