Ученые обнаружили, что на самом деле сделало Марс красным

На протяжении столетий характерный оттенок Красной планеты завораживал ученых, но истинная причина ее цвета может быть не такой, как ранее считали ученые. Новаторское исследование предполагает, что краснота Марса вызвана не сухим ржавоподобным гематитом, как считалось ранее, а ферригидритом — богатым железом минералом, который образуется в воде. Это открытие может изменить историю планеты.

На протяжении столетий Марс завораживал как ученых, так и общественность, в основном из-за своего поразительного красного цвета. Этот отличительный оттенок принес ему известное прозвище «Красная планета». Но что на самом деле придает Марсу его знаковый цвет? Ученые спорят над этим вопросом с тех пор, как изучают планету. Теперь новое исследование может дать окончательный ответ — тот, который связывает цвет Марса с его водным прошлым.

Недавнее исследование, опубликованное в Nature Communications под руководством исследователей из Университета Брауна и Бернского университета, предполагает, что красная пыль Марса в основном состоит из ферригидрита — богатого водой железного минерала. Это бросает вызов давнему убеждению, что цвет планеты обусловлен гематитом, сухим, похожим на ржавчину минералом. Анализируя данные с марсианских орбитальных аппаратов, марсоходов и лабораторных симуляций, исследователи представляют убедительные доказательства того, что именно ферригидрит, а не гематит, отвечает за характерный красный цвет планеты.

«Основной вопрос о том, почему Марс красный, обсуждался сотни, если не тысячи лет, — сказал Адомас Валантинас, научный сотрудник Брауновского университета. — Из нашего анализа мы полагаем, что ферригидрит присутствует повсюду в пыли, а также, вероятно, в скальных образованиях. Мы не первые, кто считает ферригидрит причиной того, почему Марс красный, но это никогда не было доказано так, как мы доказали это сейчас, используя данные наблюдений и новые лабораторные методы, чтобы по сути создать марсианскую пыль в лаборатории».

Ферригидрит — это минерал оксида железа, который образуется в богатых водой средах. На Земле он обычно ассоциируется с такими процессами, как выветривание вулканических пород и пепла. До сих пор его роль в составе поверхности Марса была не совсем понятна, но это новое исследование предполагает, что он может быть важной частью пыли, покрывающей поверхность планеты.

Находка предлагает заманчивый ключ к более влажному и потенциально более обитаемому прошлому Марса, поскольку в отличие от гематита, который обычно образуется в более теплых и сухих условиях, ферригидрит образуется в присутствии холодной воды. Это говорит о том, что на планете могла быть среда, способная поддерживать жидкую воду и что он перешел от влажной к сухой среде миллиарды лет назад.

«Мы хотим понять древний марсианский климат, химические процессы на Марсе — не только древние, но и современные, — сказал Валантинас, работающий в лаборатории планетолога Брауна Джека Мастарда, старшего автора исследования. — Затем возникает вопрос об обитаемости: была ли на нем когда-либо жизнь? Чтобы понять это, нужно понять условия, которые существовали во время формирования этого минерала».

По его словам, исследование показывает, что доказательства свидетельствуют о формировании ферригидрита. Для этого необходимы были условия, при которых кислород из воздуха или других источников и вода могли бы вступить в реакцию с железом. Эти условия сильно отличались от сегодняшней сухой и холодной среды. Поскольку марсианские ветры разносили эту пыль повсюду, она создала знаковый красный цвет планеты.

Исследователи проанализировали данные нескольких миссий на Марс, объединив орбитальные наблюдения с помощью аппарата Mars Reconnaissance Orbiter (NASA) и Mars Express и Trace Gas Orbiter (Европейского космического агентства) с наземными измерениями с помощью таких марсоходов, как Curiosity, Pathfinder и Opportunity.

Инструменты на орбитальных аппаратах и ​​марсоходах предоставили подробные спектральные данные о пыльной поверхности планеты. Затем эти результаты были сопоставлены с лабораторными экспериментами, в которых команда проверяла, как свет взаимодействует с частицами ферригидрита и другими минералами в условиях, имитирующих марсианские.

«Марсианская пыль очень мала по размеру, поэтому для проведения реалистичных и точных измерений мы смоделировали размеры частиц наших смесей, чтобы они соответствовали марсианским, — сказал Валантинас. — Мы использовали передовую шлифовальную машину, которая уменьшила размер наших ферригидрита и базальта до субмикронных размеров. Окончательный размер составил 1/100 человеческого волоса, а спектры отраженного света этих смесей хорошо соответствуют наблюдениям с орбиты и красной поверхности Марса».

Какими бы захватывающими ни были эти новые открытия, исследователи прекрасно понимают, что ни одно из них не может быть подтверждено, пока образцы с Марса не будут доставлены на Землю, что оставляет тайну прошлого Красной планеты недостижимой.

«Исследование — это возможность открыть дверь, — сказал Мастард. — Оно дает нам больше шансов применить принципы формирования минералов и условия, чтобы вернуться назад во времени. Но что еще важнее, так это возвращение образцов с Марса, которые сейчас собирает марсоход Perseverance. Когда мы их получим, мы сможем проверить и увидеть, так ли это».

Ранее другое исследование показало, что пустынный и сухой Марс когда-то был заполнен водой, существовали не только озера, но и океаны. Наблюдения с использованием георадара показали на Красной планете подземные образования, напоминающие пляжи, давностью 4 млрд лет.