Слева: сталь корродирует до сидерита (FeCO3) при погружении в докритическую жидкую двуокись углерода (LCO2). Справа: образцы альбита (плагиоклазовый полевой шпат) и ядра песчаника образуют красный родохрозит (MnCO3) при воздействии сверхкритического CO2 в присутствии водного раствора с хлоридом калия и хлоридом марганца, с особенно сильной реакцией вблизи границы раздела. из двух решений. В обоих экспериментах водонасыщение обеспечивается плавающим на воде LCO2. В условиях более низкого давления, характерного для раннего Марса, вода плавала бы на LCO2. Фото: Тодд Шаеф/PNNL (слева) и Эрл Мэттсон/Mattson Hydrology (справа)
Сухие речные русла и дна озер на Марсе указывают на давнее присутствие жидкости на поверхности планеты, а минералы, наблюдаемые с орбиты и с посадочных модулей, многим кажется доказывают, что эта жидкость была обычной водой.
Не так быстро, предполагают авторы новой статьи «Перспективы» в журнале Nature Geoscience. Вода — лишь одна из двух возможных жидкостей в тех условиях, которые, как полагают, существовали на древнем Марсе. Другой — жидкий диоксид углерода (CO2), и CO2 в атмосфере, возможно, в таких условиях было легче конденсироваться в жидкость, чем таять водяному льду.
В то время как другие предполагают, что жидкий CO2 (LCO2) может быть источником некоторых речных каналов, наблюдаемых на Марсе, минеральные данные, похоже, однозначно указывают на воду. Тем не менее, в новой статье цитируются недавние исследования секвестрации углерода, процесса захоронения сжиженного CO2, извлеченного из земной атмосферы глубоко в подземных пещерах, которые показывают, что минеральные изменения в жидком CO2 могут происходить так же, как и в воде, иногда даже более быстро.
Новую статью возглавляет Майкл Хехт, главный исследователь инструмента MOXIE на борту марсохода NASA Perseverance. Хехт, научный сотрудник обсерватории Хейстек Массачусетского технологического института и бывший заместитель директора, говорит: «Понимание того, как достаточное количество жидкой воды могло течь на раннем Марсе, чтобы объяснить морфологию и минералогию, которые мы видим сегодня, вероятно, является величайшим нерешенным вопросом науки о Марсе. Вероятно, нет единственного правильного ответа, и мы просто предлагаем еще одну возможную часть головоломки».
В статье авторы обсуждают совместимость своего предложения с современными знаниями о составе марсианской атмосферы и последствиях для минералогии поверхности Марса. Они также изучают последние исследования по секвестрации углерода и приходят к выводу, что «реакции LCO2-минералы соответствуют преобладающим продуктам изменения Марса: карбонатам, слоистым силикатам и сульфатам».
Аргумент в пользу вероятного существования жидкого CO2 на поверхности Марса не является сценарием «все или ничего»; либо жидкий CO2, либо жидкая вода, либо их комбинация могли привести к таким геоморфологическим и минералогическим доказательствам жидкого Марса.
Предлагаются и обсуждаются три вероятных случая присутствия жидкого CO2 на поверхности Марса: стабильная поверхностная жидкость, базальное таяние подо льдом CO2 и подземные резервуары. Вероятность каждого из них зависит от фактического запаса CO2 в данный момент, а также от температурных условий на поверхности.
Авторы признают, что проверенные условия секвестрации, при которых жидкий CO2 имеет температуру выше комнатной и давление в десятки атмосфер, сильно отличаются от холодных условий с относительно низким давлением, которые могли образовывать жидкий CO2 на раннем Марсе. Они призывают к дальнейшим лабораторным исследованиям в более реалистичных условиях, чтобы проверить, происходят ли те же самые химические реакции.
Хехт объясняет: «Трудно сказать, насколько вероятно, что эти предположения о раннем Марсе на самом деле верны. Что мы можем сказать и говорим, так это то, что вероятность достаточно высока, чтобы ее нельзя было игнорировать».
Информация от: Массачусетским технологическим институтом.
