Марс — одна из самых загадочных планет Солнечной системы, которая миллиарды лет назад была, вероятно, тёплой и влажной. Следы древних озёр, рек и минералов, образовавшихся при наличии воды, свидетельствуют о том, что когда-то этот мир был благоприятен для жизни. Современный Марс, однако, представляет собой холодную, сухую пустыню с тонкой атмосферой и отсутствием постоянных больших водоёмов. Как произошёл этот масштабный переход? И почему Марс, в отличие от Земли, не смог сохранить условия, подходящие для жизни? Эти вопросы долгое время оставались без окончательных ответов, но недавние исследования, основанные на данных НАСА, проливают свет на процесс, который привёл к трансформации красной планеты в негостеприимную пустыню. Одним из ключевых источников понимания прошлого Марса стала миссия ровера Curiosity.
Робот, высадившийся на поверхность более десяти лет назад, собирает образцы почвы и горных пород, изучает их химический состав и структуру. Эти данные позволяют строить модели эволюции климата и геохимии планеты. В частности, учёные обнаружили следы карбонатных минералов, образующихся в результате взаимодействия воды с углекислым газом в атмосфере. Наличие таких минералов указывает на периоды, когда на Марсе стояла достаточно тёплая и влажная атмосфера с достаточным давлением для существования жидкой воды. Исследования показывают, что в далёком прошлом атмосфера Марса содержала значительно больше углекислого газа, чем сегодня.
Этот газ — важный парниковый элемент, который удерживает тепло, создавая условия для жидкой воды на поверхности. Однако, в отличие от Земли, где существует устойчивый геохимический цикл углерода, способствующий регуляции климата, на Марсе подобная система не смогла эффективно сработать. Земля владеет системой поглощения углекислого газа камнями и его возвращения в атмосферу через вулканическую активность. Это помогает сохранять баланс между температурой и атмосферным давлением, поддерживая климат, пригодный для жизни. Марс же оказался в другой ситуации.
Его вулканическая активность значительно снизилась с течением времени, и сегодня планета считается вулканически почти «мертвой». Без регулярного выброса углекислого газа в атмосферу, атмосфера постепенно истощалась. Это означало, что углекислый газ, который поглощался в горных породах и карбонатах в периоды наличия воды, не возвращался обратно в атмосферу. Следствием этого стало падение парникового эффекта, потеря тепла и, как результат, охлаждение поверхности. В результате Марс переживал циклы сменяющих друг друга периодов: короткие эпизоды относительно тёплой и влажной атмосферы чередовались с длительными периодами холодной, сухой пустыни, длящимися около сотен миллионов лет.
Такой режим сложно назвать стабильным и благоприятным для возникновения и поддержания жизни. Исключения — относительно короткие теплые интервалы — были скорее кратковременными аномалиями, нежели нормой в истории планеты. Кроме отсутствия вулканической активности, важную роль сыграли и другие факторы. Марс заметно меньше Земли, и его гравитация слабее. Это влияние на способность планеты удерживать атмосферу, особенно в течение миллиардов лет.
Под воздействием солнечного ветра и радиации тонкий и ослабленный слой атмосферы постепенно разрушался и терялся в космическое пространство. Земля, с её мощным магнитным полем, способным отклонять солнечный ветер, смогла сохранять и восстанавливать свою атмосферу. Таким образом, сочетание значительного снижения вулканической активности, особенностей гравитационного поля и отсутствия геомагнитного щита привело к тому, что атмосфера Марса стала крайне разреженной и холодной. При таких условиях вода не может долго сохраняться в жидком состоянии, что объясняет отсутствие текучих рек и озёр в настоящее время. Тем не менее, исследование Марса продолжается, и учёные не исключают, что под поверхностью планета может сохранять запасы подземной воды в виде льда или соли, способствующих сохранению минимальных условий для микробной жизни.
