Толстые глинистые слои на Марсе могли быть стабильной средой для древней жизни

Марс содержит толстые слои глины, которые могут простираться на сотни футов. Поскольку для их образования требуется вода, эти выходы пород давно интересуют учёных, ищущих признаки прошлой жизни на красной планете.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Astronomy, учёные из Техасского университета в Остине и их коллеги детально изучили эти глинистые области. Они обнаружили, что большинство из них сформировались рядом со стоячими водоёмами, которые были обычны на Марсе миллиарды лет назад. Такая среда способствовала химическому выветриванию, необходимому для образования толстых, богатых минералами глинистых слоёв, и могла обеспечить нужное сочетание воды, минералов и спокойных условий для развития жизни.

«В этих областях много воды, но мало тектонического поднятия, поэтому они очень стабильны», — говорит ведущий автор исследования Райанна Мур, проводившая работу в качестве постдока в Школе геонаук Джексона при UT. «Если у вас стабильная местность, вы не разрушаете свои потенциально обитаемые среды. Благоприятные условия могли сохраняться в течение более длительных периодов времени».

Исследование проводилось в рамках Центра обитаемости планетарных систем UT, который изучает происхождение и условия для жизни на Земле и других небесных телах. Сейчас Мур работает в NASA в составе команды, поддерживающей миссию «Артемида» на Луну.

Исследователи также отметили, что толстые глины могут быть признаком несбалансированного цикла воды и углерода на древнем Марсе, что могло бы объяснить, почему на Марсе, по-видимому, отсутствуют карбонатные породы в средах, где на Земле они были бы ожидаемы.

Миллиарды лет назад Марс был влажным миром. На нём были озёра и реки, создавшие геологические формации, которые видны на поверхности планеты сегодня. Толстые глинистые слои сформировались в этот влажный период. Однако до этого исследования было мало известно о средах, в которых они образовались, и о том, как окружающий рельеф влиял на их эволюцию.

Мур проанализировала изображения и данные по 150 глинистым отложениям, ранее идентифицированным в ходе глобального обзора, проведённого орбитальным аппаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Она исследовала тенденции в их топографических характеристиках и близость к другим геологическим объектам, таким как бывшие водоёмы.

Она обнаружила, что глины в основном находятся на низких высотах вблизи озёрных отложений, но вдали от сетей долин, где вода, как считается, текла более интенсивно. Этот баланс между химическим и физическим выветриванием привёл к их сохранению с течением времени. Соавтор Тим Гоудж, доцент кафедры наук о Земле и планетах Школы Джексона, отметил, что среда марсианских глин похожа на тропические районы Земли, где также находят толстые глинистые слои.

«На Земле самые мощные последовательности глинистых минералов мы видим во влажных средах с минимальной физической эрозией, которая может удалять вновь образованные продукты выветривания», — сказал он. «Эти результаты предполагают, что последний элемент верен и для Марса, а также есть намёки на первый».

Однако эти глины также отражают древний марсианский мир, сильно отличавшийся от современной Земли.

На Земле движение тектонических плит постоянно обнажает свежую породу, которая может легко реагировать с водой и CO₂ в атмосфере, что помогает регулировать климат. Однако на Марсе отсутствует тектоническая активность. Когда марсианские вулканы выбрасывали CO₂ в атмосферу, отсутствие источника новой реакционноспособной породы привело бы к задержке парникового газа — что вызвало бы потепление и увлажнение планеты. Исследователи предполагают, что эти условия могли способствовать формированию глин.

Более того, отсутствие новой породы на поверхности могло препятствовать химическим реакциям, необходимым для образования карбонатных пород, которые в норме формировались бы из вулканической породы, лежащей в основе большей части марсианской геологии, при наличии CO₂, воды и времени. Продолжающееся образование глин могло способствовать нехватке карбонатов, поглощая воду и захватывая химические побочные продукты в глине, вместо того чтобы они вымывались в окружающую среду, где могли бы реагировать с геологией.

«Это, вероятно, один из многих факторов, способствующих этому странному отсутствию предсказанных карбонатов на Марсе», — сказала Мур.