На основе данных, собранных марсоходом «Кьюриосити» из образцов почвы и камней в кратере Гейла, мексиканские ученые провели серию экспериментов. Полученные результаты оказались неожиданными и, вероятно, проливают свет на историю Красной планеты.
Согласно недавнему исследованию, столкновения астероидов с древним Марсом потенциально могли создать необходимые компоненты для возникновения жизни, при условии, что его атмосфера содержала большое количество водорода. Наличие водорода в атмосфере раннего Марса также могло бы объяснить, почему планета оставалась обитаемой даже после истощения её атмосферных слоев. Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
Нитриты (NO2) и нитраты (NO3), представляющие собой формы азота в фиксированном состоянии, играют ключевую роль в поддержании жизни в том виде, в котором мы ее знаем. Ровер «Кьюриосити» зафиксировал их присутствие в образцах почвы и горных пород, полученных в кратере Гейл, где в прошлом на Марсе существовали древние озера и подземные водные ресурсы.
Для выяснения того, как фиксированный азот смог сохраниться в кратере, ученым потребовалось воссоздать раннюю марсианскую атмосферу на Земле. В исследовании, проводившемся под руководством доктора Рафаэля Наварро-Гонзалеса, ученые объединили теоретические модели и экспериментальные данные, чтобы исследовать роль водорода в преобразовании азота в нитриты и нитраты во время ударов астероидов.
В лаборатории в Мехико исследователи использовали импульсы инфракрасного лазера для воспроизведения высокоэнергетических ударных волн, возникающих при столкновении астероидов с атмосферой. Эти импульсы фокусировались на колбе, содержащей водород, азот и углекислый газ, которые имитировали раннюю атмосферу Марса. После воздействия лазерных «ударов» ученые проанализировали полученную смесь, чтобы узнать, сколько сформировалось нитратов. Мягко говоря, результаты их удивили.
«Мы были удивлены, что содержание нитратов возрастало, когда в эксперименты с лазером, имитирующим столкновения с астероидами, добавлялся водород, — отмечает доктор Наварро-Гонзалес. — Этот результат казался нелогичным, поскольку водород вызывает дефицит кислорода, необходимого для формирования нитратов. Тем не менее, добавление водорода способствовало более быстрому охлаждению газа, нагретого ударом, и позволило удержать оксид азота — предшественника нитрата — при высоких температурах, что приводило к более богатому урожаю».
Почему воздействие водорода кажется таким необычным? Хотя поверхность Марса в наши дни характеризуется холодом и неблагоприятными условиями, исследователи полагают, что в прошлом планета могла обладать более плотной атмосферой, насыщенной парниковыми газами, такими как углекислый газ и водяной пар. Согласно некоторым климатическим моделям, включение водорода в состав атмосферы могло быть важным фактором для достижения достаточного повышения температуры, необходимого для формирования жидкой воды на поверхности.
Хотя состав атмосферы раннего Марса до сих пор остается загадкой, результаты данного исследования позволяют предоставить больше деталей, которые помогут решить эту климатическую головоломку.