Вулканические выбросы серы помогли создать благоприятную для жизни парниковую атмосферу на древнем Марсе — исследование

Ученые из США выяснили, как вулканическая активность на древнем Марсе могла сформировать климат, пригодный для существования жидкой воды. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, ключевую роль в этом процессе играли соединения серы — сероводород и двухатомная сера, — которые выделялись при извержениях вулканов 3–4 млрд лет назад.

Исследователи Лючия Беллино и Ченгуан Сун создали компьютерные модели, которые показывают, как сера, углерод и водород выделялись из марсианской магмы при ее подъеме к поверхности. В отличие от предыдущих работ, которые предполагали преобладание диоксида серы в вулканических газах, новое моделирование учитывает процессы дифференциации магмы и насыщения сульфидами и графитом. Оказалось, что в атмосферу древнего Марса попадали в основном сероводород и двухатомная сера — более 10% и 30% соответственно от общего объема вулканических газов.

Эти соединения серы могли создавать плотную дымку в атмосфере и способствовать образованию мощного парникового газа — гексафторида серы, который в 22 тысячи раз эффективнее углекислого газа удерживает тепло. Авторы предполагают, что такая атмосфера могла поддерживать температуры, достаточные для существования жидкой воды на поверхности планеты, что объясняет многочисленные следы древних рек и озер на Марсе.

Результаты исследования также помогают объяснить происхождение сульфатных отложений, которые широко распространены на современной поверхности Марса. По мнению ученых, сероводород и элементарная сера, выпадавшие из атмосферы, впоследствии окислялись в ходе гидрологического выветривания, превращаясь в сульфаты кальция, магния и железа, которые сегодня обнаруживают марсоходы.

Открытие также указывает на то, что гидротермальные системы древнего Марса могли быть пригодными для жизни. Исследователи отмечают, что магматические газы на Марсе имели свойства, сравнимые со свойствами газов в подводных гидротермальных системах на Земле, где процветают разнообразные микробные сообщества.

Накануне ученые установили, что марсоход Perseverance обнаружил в кратере Езеро горные породы с признаками, которые могут указывать на следы древней микробной жизни. Авторы исследования рассматривают и абиотические механизмы формирования наблюдаемых минералов, однако отмечают, что такие объяснения сталкиваются с существенными ограничениями. Например, абиотические процессы, при которых возможно формирование таких отложений, требуют температур выше 150–200 градусов по Цельсию, что не соответствует геологическим данным о низкотемпературных условиях формирования пород Bright Angel.