Марс може бути геологічно активнішим, ніж здається. Міжнародна команда дослідників виявила незвичайні концентрації хлороводню в атмосфері над тріщинами поблизу величезного вулкана Alba Mons. Науковці припускають, що газ може надходити з надр планети крізь розломи в поверхні. Якщо ця гіпотеза підтвердиться, це стане свідченням того, що під марсіанською поверхнею досі можуть зберігатися системи, здатні виділяти вулканічні гази.
Дослідження очолив Александр Трохімовський. Результати роботи опублікували в журналі Science Advances. За словами співавтора дослідження, професора Даніеля Меге з Центру космічних досліджень Польської академії наук, Марс, імовірно, зберіг достатньо внутрішнього тепла, щоб підтримувати вулканічні процеси донедавна — і, можливо, продовжує це робити.
Газ, який порушив звичний сезонний цикл
Хлороводень в атмосфері Марса вперше виявив європейський орбітальний апарат ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Про результати цих спостережень повідомили ще 2021 року. Зазвичай концентрація цього газу на планеті змінюється залежно від сезону. Найвищих значень вона досягає під час північної марсіанської зими, а влітку падає майже до мінімуму. Вчені пов’язують значну частину цих коливань із сезонними змінами пилового та водного циклів.
Однак нові спостереження показали незвичну картину. На початку літа в північній півкулі Марса концентрація хлороводню знову зростала в конкретному районі — над вулканічними розломами на схилах Alba Mons. Газ з’являвся там повторно, попри те що в цей період його рівень зазвичай має бути дуже низьким.
Таке поєднання незвичного часу появи газу та його чіткої прив’язки до певної ділянки поверхні змусило дослідників шукати пояснення поза межами звичайних атмосферних процесів.
Тріщини можуть вести до прихованих джерел тепла
Щоб з’ясувати походження хлороводню, команда поєднала дані про атмосферу з детальними знімками поверхні. Газ виявили за допомогою спектрометрів Atmospheric Chemistry Suite на борту TGO, які аналізують інфрачервоне випромінювання та дають змогу визначати хімічний склад атмосфери.
Після цього дослідники вивчили ту саму територію за допомогою камери CaSSIS. На знімках помітили вузькі тріщини, які виглядали відносно молодими. Деякі з них простягалися на сотні метрів. Навколо розломів також були помітні незвичайні зміни забарвлення поверхні. Одна з можливих версій полягає в тому, що гази з магми глибоко під землею підіймаються крізь ці тріщини. На Землі подібні виходи вулканічних газів називають фумаролами.
Дослідники припускають, що механізм їхньої роботи на Марсі може залежати від температури. Під час надзвичайно холодної зими, коли температура іноді опускається до −120 °C, лід здатний перекривати тріщини й тимчасово перешкоджати виходу газів. На початку літа лід сублімує — переходить безпосередньо з твердого стану в пару. Це може знову відкрити шлях газам із надр до атмосфери.
Зміна кольору ґрунту навколо розломів також може бути пов’язана з цим процесом. Імовірно, гази залишають після себе мінерали або інші речовини — подібно до відкладень навколо земних фумарол.
Чи приховується під Alba Mons магматична камера?
Самого збігу між концентраціями газу та розташуванням тріщин було недостатньо, щоб довести вулканічне походження викидів. Тому команда детально перевірила можливі хімічні реакції в марсіанській атмосфері, які могли б утворювати хлороводень без участі вулканічних процесів.
Після аналізу атмосферних і геологічних даних науковці запропонували гіпотезу про можливе джерело газу — приховану магматичну камеру під районом Alba Mons. Вона могла б бути частиною вулканічної системи, яка продовжує виділяти гази, навіть не спричиняючи видимих вивержень.
Водночас сучасну вулканічну активність Марса поки не підтверджено безпосередніми спостереженнями. Орбітальні знімки свідчать, що деякі вулкани планети могли вивергатися протягом останніх кількох мільйонів років. Марс також переживає марсотруси, зафіксовані приладами на поверхні. Проте нових вивержень або потоків свіжої лави вчені досі не спостерігали.
Чому газові виходи цікавлять астробіологів
Можливі вулканічні процеси важливі не лише для розуміння геологічної історії Марса. Вони також можуть допомогти з’ясувати, як змінювалася атмосфера планети та чи існували на ній умови, придатні для життя. У далекому минулому гази, що виділялися з магми, могли сприяти формуванню щільнішої атмосфери й теплішого клімату. Це, своєю чергою, могло створювати умови для існування рідкої води на значних ділянках поверхні.
Є й інша можливість. Якщо магма або лава взаємодіє з підземними водами, можуть виникати гідротермальні системи — теплі середовища, які забезпечують хімічну енергію та певний захист від суворих умов на поверхні.
Саме тому тріщини в районі Alba Mons можуть стати цікавим об’єктом для пошуку можливих слідів марсіанського життя. Якщо під ними справді існують активні гідротермальні середовища, вони потенційно можуть містити необхідні для мікроорганізмів речовини та джерела енергії.
Однак поки що це лише перспективна гіпотеза. Виявлення хлороводню та його зв’язок із тріщинами не доводять ані наявності сучасної магми, ані існування життя. Для підтвердження такого сценарію потрібні подальші спостереження й дослідження.