Минералы показали, что юный Марс был полон снега, льда и вулканов

Климат Марса в самом начале его истории — предмет ожесточенных споров. Какой была Красная планета: теплой и влажной или холодной и заснеженной? Новое исследование, опубликованное в Icarus, говорит в пользу последнего. Сегодня мы знаем, что Марс усеян сетями долин, дельт и озерных отложений, а значит однажды на поверхности должна была течь вода — примерно 4 миллиарда лет назад. До сих пор климатологам не удавалось создать достаточно теплую модель климата, чтобы на поверхности Марса вода была жидкой.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

«Люди пытаются смоделировать древний климат Марса, используя те же модели, которые мы используем на Земле, и у них не совсем получается. Трудно создать теплый древний Марс, потому что солнце тогда было намного слабее. Вся Солнечная система была холоднее», говорит Бриони Хорган, доцент факультета наук о Земле, атмосферных и планетарных наук в Университете Пердью. «И тогда как люди используют климатические модели, мы подходим со своей точки зрения — что говорят нам вулканические записи о Марсе?»

Вулканизма на протяжении ранней истории Марса было много. В некоторых хорошо изученных местах планеты находятся большие вулканы, но о регионах низкой и гладкой топографии в этом отношении известно немного. На Марсе насчитывается порядка 100 плоских холмов, известных как «холмы Сизифа», которые могут быть вулканическими по происхождению.

Когда вулканы извергаются под ледяными покровами и ледниками на Земле, сочетание тепла и талой воды создает плоские крутые горы с плоскими вершинами — их называют «туйя». Когда подледниковые извержения не нарушают поверхности льда, вершины вулканов остаются конусообразными, а не становятся плоскими. Минералогия, произведенная во время этих событий, становится уникальной, благодаря воздействию горячей лавы и холодной ледниковой талой воды.

Ученые использовали снимки спектрометров CRISM для определения того, соответствует ли минеральный состав региона подледному вулканизму.

CRISM фиксирует как видимые волны света, так и более короткие длины волн, что помогает операторам инструмента определить широкий спектр минералов на поверхности Марса. На видимые длины волн сильно влияет железо, тогда как в инфракрасных длинах волн CRISM ловит сигнатуры карбонатов, сульфатов, гидроксильных групп и воды, включенной в минеральные кристаллы.

«У каждой породы есть свой определенный отпечаток, и его можно идентифицировать по отражениям света», говорит Шеридан Акисс, автор работы. Ученые выявили три конкретных комбинации минералов в регионе, в которых преобладают гипс, полигидратные сульфаты и смесь оксида смектит-цеолит-железа — все они ассоциируются с вулканами в ледниковых средах. «Теперь у нас есть все данные о минералах и морфологии, которые говорят, что в какой-то момент времени на Марсе должен был быть лед. И, вероятно, это было относительно поздно в истории юного Марса».