Астрономія
Астрономія

Бідні залізом відкладення вказали на відновну атмосферу давнього Марса

Дослідники зафіксували втрату заліза у марсіанських відкладеннях віком 3 – 4 мільярдів років. На думку авторів статті у журналі Nature Astronomy, це свідчить про те, що поверхня планети зазнала хімічного вивітрювання під дією відновної атмосфери.

University of Hong Kong

University of Hong Kong

Що відомо про атмосферу давнього Марса?

Більш теплий і вологий ранній марсіанський клімат неможливо пояснити самим лише парниковим ефектом під дією вуглекислого газу. Вважається, що для цього потрібна присутність парникових газів-відновників, таких як метан і молекулярний водень. Під час окисно-відновних реакцій змінюється ступінь окиснення елементів. Відповідно, відновна атмосфера цей ступінь знижує. Наразі атмосфера Марса, як і Землі, окисна.

Хоча було запропоновано кілька правдоподібних механізмів утворення газів-відновників у минулому Марса, геологічні чи мінералогічні докази відновної атмосфери були відсутні. Основна причина полягає в тому, що чутливі до таких реакцій мінерали-індикатори легко окислюються та руйнуються під час більш пізніх хімічних процесів. Однак деякі палеоґрунти зберігають свідчення давнього зв'язку між атмосферою, гідросферою та літосферою. Так, хімічне вивітрювання у відновних або безкислотних середовищах мобілізує двовалентні іони заліза (Fe2+). Саме тому, щоб дізнатися про окисно-відновний стану атмосфери раннього Марса, необхідно аналізувати вміст заліза у давніх відкладеннях.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники використовували інфрачервоне дистанційне зондування та спектроскопію, щоб вивчити мінералогію та геохімію древніх відкладень на Марсі з орбіти. Зокрема, вони аналізували відкладення Долини Маврт віком від 3 до 4 мільярдів років. Потім вони порівняли ці дані із земними аналогами.

Багаті та бідні залізом глинисті відкладення Марса. University of Hong Kong

Багаті та бідні залізом глинисті відкладення Марса. University of Hong Kong

Вчені очікували, що, якби поверхня Марс хімічно вивітрювалася за умов відновної атмосфери, то алюмінієві та залізні відкладення були б розділені. Справа в тому, що алюміній є нерухомим за будь-яких окисно-відновних умов, а залізо рухливе у відновних умовах та нерухоме в окисних. Виявилося, що відокремлення заліза від алюмінію спостерігається у палеоґрунтах Марса, як і у палеоґрунтах Землі, сформованих до Кисневої катастрофи. Це свідчить про те, що давня марсіанська поверхня хімічно вивітрювалася в умовах відновної парникової атмосфери, що змінилося у пізньому нойському періоді.