На Марсе обнаружили запасы воды
Ученые исследуя Марс, обнаружили на планете запасы воды.
Статья опубликована в Nature Geoscience.
Марс, как и Земля, состоит из ядра, мантии, коры и атмосферы. Эти планеты формировались примерно в одно время, проходя через стадии аккреции вещества, его дифференциации на разные структурные компоненты и дальнейшей термохимической эволюции. Считается, что после аккреции поверхность планет какое-то время была покрытасплошным океаном магмы, в котором в результате постоянной бомбардировки крупными телами вещество активно перемешивалось, после чего произошло формирование коры, мантии и ядра. Как изначально была распределена вода в структурных компонентах Марса, каким был ее изотопный состав, можно понять, анализируя марсианские метеориты, данные астрономических наблюдений и марсианских миссий - от орбитальных станций до посадочных модулей и марсоходов.
Информация, полученная из всех этих источников, говорит нам, что на Марсе есть как минимум два резервуара воды, отличающихсяпо изотопному составу. Резервуар в данном случае подразумевает не водоем, а вообще воду, которая содержится в некой среде. Первый из них сосредоточен в атмосфере и полярных шапках планеты, второй, предположительно, относится к первичной марсианской мантии. Отношение дейтерия - тяжелого изотопа водорода - и обычного водорода (D/H) в этих двух резервуарах отличается примерно в пять раз: от 9,3?10-4 до 1,99?10-4. Дейтерия в атмосфере при этом больше, поскольку легкие изотопы водорода быстро улетучиваются.
Анализ изотопного состава водорода в марсианских метеоритах и в породах на поверхности Марса показывает различные соотношения D/H, которые лежат между этими двумя крайностями. До сих пор этот разброс объясняли взаимным смешиванием либо земным загрязнением. Однако при этом нет однозначного доказательства того, что на Марсе когда-то имела место такая же тектоника плит, как на Земле, а в ее отсутствие кора выступает как физико-химический барьер между атмосферой и мантией. Поэтому непонятно, было ли когда-то в истории Марса активное перемешивание пород.
Джессика Барнс (Jessica Barnes) и ее коллеги из Великобритании и Германии исследовали при помощи вторично-ионной масс-спектрометрии образцы двух марсианских метеоритов - Allan Hills (ALH) 84001 и Northwest Africa (NWA) 7034, которые, предположительно, испытали воздействие жидких и газообразных компонентов коры Марса - первый 3,9 миллиарда лет назад, второй - 1,5 миллиарда лет назад. Единственным общим для этих образцов минералом, который содержит воду, был апатит. Его анализ показал, что в пределах погрешностей изотопное отношение было одинаковым в обоих метеоритах - между 3,12? 10-4 и 4,67?10-4. Дейтерия в древней марсианской коре было меньше, чем в современной атмосфере планеты, и при этом изотопный состав водорода в ней оставался стабильным как минимум на протяжении 2,4 миллиарда лет, которые разделяют два метеорита.
Эти данные сравнили с изотопным составом водорода в других марсианских метеоритах - шерготтитах, или базальтовых метеоритах, которые, как считается, представляют собой результаты частичного плавления мантии. При этом уже было известно, что марсианские базальты происходят из по крайней мере двух геохимически различных областей мантии и делятся на обедненные и обогащенные.
Исследования показали, что содержание воды и соотношение D/H в изотопном составе водорода в обогащенных шерготтитах выше, чем в обедненных (36-72 миллионных долей воды и D/H (8,03 ± 0,52)? 10-4. против 14-23 миллионных долей воды и D/H 1,99 ± 0,02? 10-4.), что противоречит гипотезе об единственном источнике воды в мантии.
