Марс хранит в своих недрах мощные пласты глины, которые тянутся на сотни метров. Поскольку для их образования нужна вода, эти залежи давно интересуют ученых, ищущих следы древней жизни на Красной планете.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, показало, что большинство глинистых отложений сформировались рядом с водоемами, которые когда-то покрывали Марс миллиарды лет назад. Такая среда идеально подходила для химического выветривания, которое и создало эти толстые, насыщенные минералами слои. Более того, спокойные, стабильные условия могли быть благоприятны для возникновения жизни.

Химическое выветривание — процесс, при котором горные породы разрушаются из-за реакций с водой, углекислым газом и другими веществами, а не из-за механического воздействия (как при эрозии ветром). На Марсе оно привело к образованию глин, «впитывающих» минералы из воды.

Эти районы были богаты водой, но при этом не подвергались сильным тектоническим изменениям, поэтому оставались стабильными долгое время, — объясняет ведущий автор исследования Рианна Мур, работавшая над проектом в Техасском университете. — Если ландшафт устойчив, условия для жизни не разрушаются. А значит, они могли сохраняться гораздо дольше.

Исследование проводилось в рамках программы по изучению условий для жизни на других планетах. Сейчас Мур работает в NASA, участвуя в миссии Артемида по возвращению человека на Луну.

Ученые также обратили внимание, что обилие глины может указывать на дисбаланс в круговороте воды и углерода на древнем Марсе. Это могло бы объяснить, почему на планете почти нет карбонатных пород — на Земле они обычно образуются в аналогичных условиях.

Миллиарды лет назад Марс был влажным миром с реками и озерами, оставившими следы в его геологии. Но до этого исследования было неясно, в какой именно среде формировались глины и как окружающий ландшафт влиял на их образование.

Мур проанализировала данные 150 глинистых отложений, обнаруженных орбитальным аппаратом NASA. Она сравнила их расположение с другими геологическими структурами, например, древними озерами. Оказалось, что глины чаще всего встречаются на низких высотах, рядом с бывшими водоемами, но вдали от речных долин, где вода текла быстрее.

На Земле самые мощные глинистые слои образуются во влажном климате с минимальной эрозией, — добавляет соавтор исследования Тим Гоудж. — Похоже, на Марсе было то же самое.

Однако марсианские глины рассказывают и о другом: древний Марс сильно отличался от современной Земли.

На нашей планете тектонические процессы постоянно обнажают свежие породы, которые взаимодействуют с водой и CO₂, регулируя климат. Но у Марса нет тектоники плит. Вулканы выбрасывали углекислый газ, но без новых пород он накапливался в атмосфере, делая планету теплее и влажнее. Возможно, именно это способствовало образованию глин.

Кроме того, отсутствие свежих пород могло помешать формированию карбонатов, которые обычно возникают при взаимодействии вулканических пород с CO₂ и водой. Глины же «запирали» химические элементы, не давая им вступать в реакции.

Это одна из причин, почему на Марсе так мало карбонатов, хотя их там должно быть много, — заключает Мур.

Польза исследования

• Поиск жизни: если глины формировались в стабильных водоемах, значит, там могли быть условия для микроорганизмов. Это сужает зону поиска для будущих миссий.
• Климатические модели: понимание, как Марс потерял воду, поможет предсказать судьбу Земли при изменении климата.
• Геология других планет: механизмы образования глин могут быть универсальными — например, для спутников с подледными океанами.

Отметим, что исследование опирается на данные орбитальных аппаратов, но без проб грунта нельзя точно подтвердить, что глины образовались именно в стоячей воде. Альтернативное объяснение — подземные воды, медленно просачивавшиеся сквозь породу.

Ранее ученые предположили, что в глине Марса хранится часть атмосферы планеты.