Геохимическая модель объяснила различия карбонатов в древних породах Марса
Более трёх миллиардов лет назад Марс, по всей видимости, был тёплым и влажным: жидкая вода текла по его поверхности, а атмосфера была значительно плотнее нынешней и богата углекислым газом. Сегодня от той атмосферы почти ничего не осталось — давление у поверхности примерно в 160 раз ниже земного. Куда делся весь углерод?
Новое исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research: Planets, предлагает развёрнутый ответ, попутно объясняя другую давнюю загадку: почему карбонатные минералы на Марсе встречаются в двух разных химических формах — богатые кальцием/железом и богатые магнием, — и почему их на поверхности так мало, хотя климатические модели предсказывают гораздо больше.
Карбонаты как летопись воды и атмосферы
Карбонатные минералы образуются, когда вода, насыщенная углекислым газом, взаимодействует с горными породами. Их состав отражает химию как воды, так и породы, с которой она контактировала. Именно поэтому карбонаты — лучшие известные записи о прошлой жидкой воде на Марсе.
Проблема в том, что глобальные инфракрасные съёмки показывают: карбонаты на поверхности Марса встречаются редко — значительно реже, чем должны были бы оставить миллиарды лет взаимодействия воды с богатой CO₂ атмосферой. Большинство найденных карбонатов — орбитальными зондами и ровером Curiosity — относятся к двум химическим типам.
Два пути образования карбонатов
Авторы новой работы разработали геохимическую модель, объясняющую оба типа.
Моделирование показало, что состав исходной породы определяет, какие карбонаты образуются при взаимодействии с водой. Породы, богатые полевым шпатом, благоприятствуют формированию кальций- и железосодержащих карбонатов. Для магнийсодержащих минералов нужны другие геохимические условия.
Исследователи рассмотрели перенос растворённых веществ в моделях с разными режимами движения воды. Такие расчёты позволяют проверять возможные сценарии образования минералов, но не устанавливают единственный механизм для всей планеты.
Где спрятан «потерянный» CO₂
Моделирование допускает существование карбонатных минералов в недрах, где их нельзя обнаружить обычной орбитальной съёмкой. Но это не прямое обнаружение таких залежей и не окончательный ответ на вопрос о судьбе древней атмосферы Марса.
Для проверки гипотезы нужны новые наблюдения и сопоставление модели с минералогическими данными. По составу пород можно искать участки, где образование карбонатов было наиболее вероятным.
Читайте также: Образцы обратной стороны Луны меняют хронологию её ранней истории.
Новая работа встраивает эти данные в более широкую геохимическую систему, объясняя, почему существуют два разных типа карбонатов и почему большинство из них не видно на поверхности. Это приближает нас к полному балансу углерода Марса — а значит, и к пониманию того, каким был климат, при котором на планете могла существовать жизнь.
