Ученые из Техасского университета в Остине опубликовали последние результаты исследований, отметив, что вулканическая активность на раннем Марсе могла привести к выбросу большого количества реактивного сернистого газа, что привело к нагреванию планеты и созданию условий, пригодных для выживания микробов. Научное сообщество стремилось изучить истинный внешний вид Марса в первые дни его существования, и это последнее исследование предполагает, что серный газ, выделяемый в результате извержений вулканов, может помочь нагреть Марс за счет парникового эффекта, делая его атмосферу потенциально способной поддерживать жизнь.
Это исследование было завершено командой Техасского университета в Остине и опубликовано в журнале Science Advances.
Анализируя состав марсианских метеоритов и проведя более 40 компьютерных симуляций, команда изучила количество углерода, азота и сульфидного газа, которые ранние марсианские вулканы могли выделять при различных температурах, химической среде и концентрациях газа. Результаты бросают вызов климатическим моделям, которые ранее считали, что диоксид серы (SO₂) доминирует. Моделирование показывает, что 3–4 миллиарда лет назад вулканическая активность на Марсе с большей вероятностью выделяла большие количества «восстановленного» сернистого газа, включая сероводород (H₂S), дисульфид (S₂) и гексафторид серы (SF₆), которые могут иметь сильный парниковый эффект.
Ведущий автор Люсия Беллино, докторант наук о Земле, отметила, что присутствие восстановленной серы может вызвать парниковые газы и дымку на Марсе, помогая сохранять тепло и жидкую воду. Такие газы и окислительно-восстановительная среда также поддерживают разнообразную микробную жизнь в гидротермальных системах Земли.
Вместо того, чтобы сосредоточиться исключительно на выбросах поверхностного газа, исследование также смоделировало, как сера преобразуется в ходе геологических процессов, в частности, как она отделяется от других минералов после включения в подземные слои магмы. Этот процесс трансформации чрезвычайно важен для понимания химического состояния газа перед выбросом на поверхность и имеет более практическое значение для моделирования раннего климата Марса.
Исследование также показало, что сера на Марсе часто трансформируется в разные формы. Большая часть серы в метеоритах представляет собой восстановленную серу, тогда как поверхность Марса состоит в основном из серы в сочетании с кислородом. Это говорит о том, что «серный цикл» — трансформация между различными формами серы — мог доминировать на раннем Марсе.
В прошлом году марсоход НАСА Curiosity случайно раздавил камень и обнаружил элемент серу, и это открытие подтверждает модель команды. Впервые на Марсе были непосредственно обнаружены минералы чистой серы, не связанные с кислородом, что подтверждает вывод команды о выделении дисульфидов и осаждении чистой серы.
Команда планирует использовать модели для дальнейшего изучения источника воды на Марсе в будущем и выяснить, может ли вулканическая активность привести к появлению большого количества воды на поверхности планеты. Они также надеются узнать, могла ли восстановленная сера служить «пищей» для микробов на раннем Марсе, чтобы поддерживать жизнь в среде, аналогичной гидротермальным системам Земли.
Сегодняшний Марс находится далеко от Солнца, а средняя температура составляет около минус 80 градусов по Цельсию. Беллино надеется, что специалисты по моделированию климата смогут использовать исследования команды, чтобы предсказать температуру раннего Марса и оценить, как долго микроорганизмы смогут выжить в теплом климате.
Исследование финансировалось Центром обитаемости планетарных систем Техасского университета в Остине, Национальным научным фондом и Фондом Хейзинга-Саймонса.