Учёные NASA наконец подтвердили то, что многие предполагали — хотя в далёком прошлом на Марсе, возможно, и существовала вода, условия для появления и устойчивого существования жизни там так и не сформировались. Новое исследование, опубликованное в престижном журнале Nature, объединило данные с марсохода Curiosity и результаты сложного моделирования марсианского климата. Оно ясно показывает, что благоприятные условия для существования жидкой воды и, соответственно, потенциальной жизни, были лишь кратковременными эпизодами в геологической истории планеты.
Марсоход Curiosity и обнаружение карбонатов
С момента начала миссии в 2012 году марсоход Curiosity проделал более 40 буровых отверстий в породах кратера Гейла. Анализ образцов с помощью рентгеновских приборов выявил необычные карбонаты — минералы, которые образуются при взаимодействии жидкой воды с углекислым газом. Эти карбонаты обнаружились в концентрации от 5 до 11 процентов по массе, что значительно превышает предыдущие оценки, основанные на спутниковых данных. Рассеянные в осадочных слоях кратера, эти карбонаты могли аккумулировать углекислый газ, эквивалентный одной земной атмосфере, тем самым влияя на состав и плотность марсианской атмосферы.
Климатическая модель и циклы влажности
Группа исследователей под руководством Эдвина Кайта разработала климатическую модель, относящуюся к периоду около 3,5 миллиарда лет назад. Модель демонстрирует, что с ростом солнечной радиации тонкие снежные покровы вблизи экватора Марса периодически таяли, образуя временные водоёмы и озёра на поверхности.
Однако именно эти временные воды способствовали усиленному образованию карбонатов, которые поглощали углекислый газ из атмосферы. Это создавало эффект обратной связи: атмосфера становилась всё разреженнее, температура снижалась, а водоёмы постепенно исчезали. Так повторялись циклы влажных периодов длиной менее 100 тысяч лет, сменяемых сухими, продолжающимися до 100 миллионов лет.
Почему Марс не удержал атмосферу
Отличие Марса от Земли заключается в геологической активности: на нашей планете вулканы регулярно выделяют углекислый газ, поддерживая динамический климатический баланс. Марс же, оставаясь геологически спокойным уже миллиарды лет, не имел такого механизма, и поэтому процесс образования карбонатов выступал как односторонний «холодильник», охлаждающий и разрежающий атмосферу без возможности восстановления.
Вода – не гарантия жизни
Ранее считалось, что наличие жидкой воды автоматически означает возможность жизни. Однако новые данные меняют этот взгляд: важна не просто вода, а стабильность её присутствия и комфортные условия для микроорганизмов. Даже самые выносливые микробы нуждаются в стабильной, продолжительной среде для размножения и развития. На Марсе такие условия были крайне редкими и кратковременными — скорее исключением, чем правилом.
Последствия для освоения Марса
По мере того как марсоход «Кьюриосити» продолжает анализировать очередные образцы марсианской породы, становится всё очевиднее, что вода на Марсе была, но её было слишком мало и слишком мало времени, чтобы сформировались устойчивые условия для жизни. Мечта о существовании древней марсианской биосферы постепенно угасает.
Что же это значит для планов человечества по освоению Красной планеты? Прежде всего — отсутствие стабильных источников воды заставит будущих колонистов добывать её искусственным путём, например, перерабатывая лёд с полярных шапок или извлекая влагу из минералов. Это потребует значительных энергетических ресурсов и увеличит вес и стоимость космических миссий.
Кроме того, разреженная и бедная углеродом атмосфера Марса не позволяет легко выращивать растения в теплицах. Будущим обитателям придётся использовать замкнутые системы жизнеобеспечения, подобные тем, что планируются для Луны, с тщательной переработкой воздуха и воды. Каждый литр воды на Марсе будет чрезвычайно дорогим ресурсом, и успех колонизации будет зависеть от технических и энергетических решений.