Запропоновано нову гіпотезу, яка пояснює, чому Марс має червонуватий відтінок

Марс часто називають Червоною планетою через його характерний червонуватий відтінок, який помітний навіть із Землі. Вчені десятиліттями вважали, що причиною цього кольору є мінерал заліза гематит, який утворився в результаті окислення вже після закінчення вологого та теплого періоду. Тобто в сухих умовах та за участю кисню. Автори нового дослідження з’ясували, що головну роль цього відтінку зіграв інший мінерал, що з водою.

Марс легко впізнати на нічному небі яскраво вираженим червоним відтінком. Завдяки космічним апаратам, які вивчали планету протягом останніх десятиліть, вчені дізналися, що цей відтінок обумовлений іржею — частинками оксидів заліза, що містяться в пилюці.  Поверхня Марса багата на залізовмісні мінерали. У якийсь момент залізо вступило в реакцію з рідкою водою або киснем і окислилося. В результаті утворилися оксиди заліза, які мають червонувато-жовтогарячий колір. Подібним чином Землі утворюється іржа.

За мільярди років вони подрібнилися і рознеслися вітрами по всій поверхні. Коли пил піднімається в атмосферу, частки оксидів заліза розсіюють світло, посилюючи червоне свічення планети. Проте оксиди заліза бувають різними. Вчені досі сперечаються про точний хімічний склад марсіанської іржі. Адже якщо дослідники його впізнають, то зможуть зрозуміти, які умови існували на Марсі у минулому і чи могла планета бути придатною для життя.

У попередніх наукових працях вчені аналізували дані про марсіанський пил, отримані за допомогою космічних апаратів, і дійшли висновку, що головний її «червоний» компонент — мінерал заліза гематит (Fe₂O₃). Фахівці не виявили ознак наявності у ньому води, тож вирішили, що він з’явився під час «сухого» етапу історії Марса, коли планета вже втратила воду. Дослідники зробили висновок, що гематит утворився при контакті заліза з киснем, тобто, на їхню думку, Марс почав «іржавіти» вже після вологого періоду.

Міжнародна команда космогеологів під керівництвом Адомаса Валантінаса (Adomas Valantinas ) з Браунівського університету (США) з’ясувала, що за червоний відтінок Марса відповідає зовсім інший мінерал заліза. 

Спочатку Валантинас та його колеги провели експеримент, відтворивши в лабораторії марсіанські умови. Вони подрібнили вулканічний базальт до розміру 1/100 товщини людського волосся (таку текстуру має марсіанська пилюка) і змішали його з різними типами оксидів заліза. Порівнявши спектральні дані лабораторних зразків зі спостереженнями орбітальних апаратів (TGO, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter) і марсоходів (Curiosity, Pathfinder і Opportunity), вчені виявили, що спектральні «відбитки» пилу найкраще збігаються з феригідритом5 (O2). 

Цей мінерал швидко утворюється при контакті заліза з холодною водою та зберігає сліди H2О у своїй структурі навіть після висихання. У процесі формування мінералу молекули H2О «вбудовуються» у його кристалічні ґрати, стаючи частиною хімічної структури. Навіть коли зовнішня вода випаровується, ці молекули залишаються «замкненими» всередині мінералу — немов у пастці.

Марс, як і раніше, Червона планета, але вчені тепер краще розуміють, чому. Раніше вважалося, що його колір пов’язаний із гематитом, але виявилося, що головну роль у цьому відіграє інший мінерал – феригідрит. Оскільки феригідрит міг утворитися лише у вологий марсіанський період, іржа на планеті з’явилася набагато раніше, ніж припускали дослідники. Більше того, феригідрит не руйнується в сучасних умовах Марса (холодно, сухо, немає води): він зберігся, і планета має характерний відтінок навіть через мільярди років.

У будь-якому випадку остаточно розібратися з причиною червоного кольору планети допоможуть зразки ґрунту, зібрані марсоходом Perseverance. Їх доправлять на Землю після 2030 року, аналіз покаже точний склад пилу.  Наукову роботу команди Валантинаса опубліковано в журналі Nature Communications.