Почему Марс красный? Исследование указывает на новое объяснение отличительного цвета планеты

Исследование марсианской пыли , объединяющее данные космических миссий и лабораторных образцов, позволяет предположить, что она окислилась в далеком прошлом, когда жидкая вода была широко распространена.

Марс легко узнать на ночном небе по ярко-красному оттенку . Благодаря космическим аппаратам, изучавшим планету в течение последних нескольких десятилетий, мы знаем, что этот красный цвет обусловлен окисленными железными минералами в пыли. То есть железо, связанное с горными породами на Марсе, в какой-то момент вступило в реакцию с жидкой водой или водой и кислородом в воздухе, подобно тому, как на Земле образуется ржавчина.

За миллиарды лет этот окисленный материал (оксид железа) распался на пыль и разнесся ветрами по всей планете , и этот процесс продолжается и сегодня.

Однако оксиды железа бывают разных видов, и точный химический состав марсианской ржавчины является предметом интенсивных споров, поскольку ее образование дает представление об экологических условиях планеты в то время. И с этим тесно связан вопрос о том, был ли Марс когда-либо пригоден для жизни.

Предыдущие исследования оксида железа в составе марсианской пыли, основанные исключительно на наблюдениях с космических аппаратов, не обнаружили никаких признаков содержания в ней воды. Поэтому исследователи пришли к выводу, что этот конкретный тип оксида железа должен быть гематитом, образовавшимся в условиях сухой поверхности в результате реакций с марсианской атмосферой на протяжении миллиардов лет после раннего влажного периода на Марсе.

Однако новый анализ наблюдений с помощью космических аппаратов в сочетании с новыми лабораторными методами показывает, что красный цвет Марса лучше соответствует содержащим воду оксидам железа, известным как ферригидрит .

Ферригидрит обычно быстро образуется в присутствии холодной воды, поэтому он, должно быть, образовался, когда на поверхности Марса еще была вода. Ферригидрит сохранил свою водную природу и по сей день, несмотря на то, что с момента своего образования он был измельчен и распространен по всей планете.

«Мы пытались создать копию марсианской пыли в лабораторных условиях, используя различные типы оксида железа. Мы обнаружили, что ферригидрит, смешанный с базальтом , вулканической породой, лучше всего соответствует минералам, обнаруженным космическими аппаратами на Марсе», — говорит в своем заявлении ведущий автор Адомас Валантинас, постдок в Университете Брауна, ранее работавший в Бернском университете в Швейцарии, где он начал свою работу с данными, полученными с орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) ЕКА.

« Марс по-прежнему Красная планета. Просто наше понимание того, почему Марс красный, изменилось. Главный вывод заключается в том, что поскольку ферригидрит мог образоваться только тогда, когда на поверхности все еще была вода, Марс окислился раньше, чем мы думали ранее. Более того, ферригидрит остается стабильным в современных условиях на Марсе».

Другие исследования также предполагали, что ферригидрит может присутствовать в марсианской пыли, но Адомас и его коллеги представили первое всеобъемлющее доказательство с помощью уникального сочетания данных, полученных в ходе космических миссий и новых лабораторных экспериментов.

Они создали копию марсианской пыли с помощью передового шлифовального станка, чтобы добиться реалистичного размера частиц пыли, эквивалентного 1/100 человеческого волоса. Затем они проанализировали свои образцы, используя те же методы, что и орбитальные космические аппараты, чтобы провести прямое сравнение, и в конечном итоге определили, что ферригидрит является наилучшим соответствием.

«Это исследование является результатом дополнительных наборов данных, полученных в ходе ряда международных миссий, изучающих Марс с орбиты и с поверхности Земли», — говорит Колин Уилсон, научный сотрудник TGO и проекта Mars Express Европейского космического агентства.

Анализ минералогии пыли, полученный с помощью Mars Express, помог показать, что даже в очень пыльных регионах планеты содержатся богатые водой минералы. А благодаря уникальной орбите TGO, которая позволяет ему осматривать одну и ту же область при разных условиях освещения и под разными углами, команде удалось определить размер и состав частиц, что необходимо для воссоздания правильного размера пыли в лабораторных условиях.

Данные, полученные с марсианского разведывательного орбитального аппарата NASA, а также наземные измерения с марсоходов Curiosity , Pathfinder и Opportunity также помогли продемонстрировать наличие ферригидрита.

«Мы с нетерпением ждем результатов предстоящих миссий, таких как марсоход «Розалинд Франклин» ЕКА и совместный проект NASA-ESA по сбору образцов Марса, которые позволят нам глубже изучить, что делает Марс красным», — добавляет Колин.

«Некоторые из образцов, уже собранных марсоходом NASA Perseverance и ожидающих возвращения на Землю, включают пыль; как только мы доставим эти ценные образцы обратно в лабораторию, мы сможем точно измерить, сколько ферригидрита содержится в пыли и что это означает для нашего понимания истории воды (и возможности существования жизни) на Марсе».