Метеориты и атмосфера древнего Марса

Геологи, которые провели анализ 40 метеоритов, упавших на Землю с Марса, заявляют о том, что химические сигнатуры этих древних камней могут многое рассказать об атмосфере Марса. Исследование, опубликованное 17 апреля в журнале Nature, говорит о том, что атмосферы Марса и Земли имели существенные различия в самый ранний период развития Солнечной Системы, - 4,6 миллиардов лет.

Хитер Франц (Heather Franz) и Джеймс Фаркухар ( James Farquhar) руководили работой, в рамках которой проверили содержание серы в 40 марсианских метеоритах, - это количество намного больше, чем когда-либо было исследовано. Из более чем 60000 метеоритов, найденных на Земле, всего 69 считаются осколками камней, которые когда-то были частью поверхности Марса.

Сера, которая в большом количестве содержится на Марсе, могла входить в состав парниковых газов, которые нагрели поверхность, и могла представлять собой отличный источник микробов.

Некоторое количество серы в марсианских метеоритах появилось благодаря расплавленной породе - - магме, которая вышла на поверхность во время извержения вулканов. Вулканы так же выбрасывали диоксид серы в атмосферу, - там она взаимодействовала со светом, вступала в реакцию с другими молекулами и оседала на поверхности.

У серы имеется четыре стабильных изотопа, образующихся естественным образом, - каждый из них имеет собственную атомную сигнатуру. Сера химически непостоянна, она может вступать в реакцию со многими химическими элементами, и каждый тип взаимодействия по-разному распространяет изотопы серы. Исследуя содержание изотопов серы в образцах породы, ученые могут узнать, является ли эта сера магмой из глубин планеты, атмосферным диоксидом серы или продуктом биологической активности. Используя современные техники для анализа изотопов серы в образцах метеоритов с Марса, ученые смогли определить, что какое-то количество серы является продуктом фотохимических процессов в атмосфере Марса. Сера «выпала» на поверхность и позднее вошла в состав извергающейся магмы, которая образовала камни – будущие метеориты. Кроме того, ученые выяснили, что химические реакции, в которые вступала сера в атмосфере Марса, отличаются от тех, которые происходили в ранний период эволюции Земли. Это говорит о том, что атмосферы двух планет изначально очень отличались друг от друга.

Точная природа этого расхождения неизвестна, однако есть и другие свидетельства, которые позволяют предположить, что вскоре после того, как образовалась Солнечная Система, большая часть атмосферы Марса была потеряна, в результате чего она стала тоньше земной, с более низким содержанием диоксида углерода и других газов. Вот одна из причин, по которым сегодня на Марсе слишком холодно для того, чтобы на планете могла существовать вода в жидком виде.

При этом, авторы исследования отмечают, что "климатические модели говорят о том, что небольшое количество диоксида серы в атмосфере после эпизодов вулканической активности, которые время от времени случались в истории Марса, могло приводить к потеплениям, в результате которых становилось возможным существование жидкой воды на поверхности в течение довольно длительных периодов”.

Периоды повышения уровня содержания диоксида серы могут объяснить высохшие озера планеты, русла рек и другие подтверждения «водного прошлого».