Як вулканічна сірка могла зігріти холодний Марс?
Щоб дослідити хімію стародавнього Марса, група науковців з Техаського університету в Остіні на чолі з докторанткою Люсією Белліно проаналізувала склад марсіанських метеоритів і використала ці дані для запуску понад 40 комп'ютерних симуляцій. Ці моделі тестували різні рівні температури, хімічні умови та концентрації газів, що допомогло оцінити, скільки газів на основі вуглецю, азоту та сірки могли виділяти ранні марсіанські вулкани, пише 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.
Дивіться також Марсіанські печери можуть ховати ознаки минулого життя
Результати цієї роботи кидають виклик попереднім кліматичним моделям, які припускали високу концентрацію діоксиду сірки в атмосфері. Натомість симуляції показали, що вулканічна активність на Марсі 3 – 4 мільярди років тому, ймовірно, виділяла велику кількість так званих "відновлених" видів сірки, які є високореактивними. Серед них були сірководень, дисірка, і, можливо, гексафторид сірки. Гексафторид сірки особливо важливий, оскільки він відомий як парниковий газ із надзвичайно сильними властивостями утримувати тепло.
Головна авторка дослідження пояснила, що ці умови могли сформувати незвичайне середовище, сприятливе для деяких форм життя. За її словами, присутність відновленої сірки могла спричинити утворення туману, що стимулювало формування парникових газів, таких як гексафторид сірки, які, утримуючи тепло, дозволяли існувати рідкій воді.
Крім того, вчені виявили, що знайдені види сірки та пов'язані з ними відповідні окисно-відновні умови схожі на ті, що підтримують різноманітне мікробне життя в гідротермальних системах на Землі.
На цьому зображенні показано гідротермальне джерело, яке викидає гази під водою. Часто в таких місцях живуть особливі бактерії, котрі харчуються цими викидами, зокрема сіркою / Фото NOAA Ocean Exploration
На відміну від попередніх досліджень, які вивчали вплив газів після їхнього вивільнення на поверхні, ця робота моделювала, як сірка змінювалася в ході геологічних процесів. Зокрема, як вона відділялася від мінералів, коли включалася в шари магми під корою планети. Це забезпечує більш реалістичне розуміння хімічного стану газу безпосередньо перед його виходом на поверхню, де він формував ранні кліматичні умови Марса.
Дослідження, опубліковане в Science Advances, показало, що сірка на ранньому Марсі могла часто змінювати свої форми – процес, відомий як сірчаний цикл. Хоча марсіанські метеорити містять високу концентрацію відновленої сірки, на поверхні Червоної планети сірка хімічно пов’язана з киснем. Белліно зазначила, що це вказує на те, що сірчаний цикл міг бути домінантним процесом, який відбувався на ранньому Марсі.
На жаль, усе це не є доказом існування життя на Червоній планеті, але дає нам розуміння того, що умови принаймні якийсь час могли бути сприятливими для його зародження в найпростішому вигляді.
Відкриття NASA підтверджує гіпотезу
Минулого року, коли команда вчених працювала над дослідженням, NASA зробило відкриття, що підтвердило їхні результати. Марсохід Curiosity 30 травня 2024 року випадково наїхав на камінь і розколов його, виявивши всередині елементарну сірку. Хоча Марс відомий багатством сірчаних мінералів, це був перший випадок, коли мінерал знайшли в чистій формі, не зв'язаній з киснем.
Curiosity знайшов на Марсі сірку / Фото NASA/JPL-Caltech/MSSS
Науковий керівник проєкту Ченьгуан Сунь був дуже радий цій знахідці. Він пояснив, що одне з ключових припущень їхнього дослідження полягало в тому, що коли дисірка виділялася в атмосферу, вона мала випадати у вигляді елементарної сірки. До початку роботи над їхнім проєктом таких спостережень не існувало.
Сьогодні Марс розташований далеко від Сонця і зазвичай дуже холодний: його середня температура становить близько мінус 62,2 градуса Цельсія. Тому ні про яке життя на поверхні мова не йде, враховуючи також майже повну відсутність атмосфери та потужного магнітного поля, яке захищало б від шкідливого сонячного випромінювання.
Дослідники сподіваються, що кліматологи використають їхню роботу для прогнозування того, наскільки теплою могла бути рання атмосфера Марса, коли вона була значно щільнішою, і як довго мікроби могли б виживати в ній. Надалі команда планує дослідити джерела води на ранньому Марсі та можливість того, що відновлені форми сірки могли слугувати джерелом живлення для мікробів.