Планетоход Curiosity обнаружил на Марсе признаки больших запасов CO2

Сидерит — это карбонат железа, который образуется в нейтральной и щелочной среде. Находка этого минерала помогла раскрыть геохимические условия на раннем Марсе. Известно, что тогда существовала мощная атмосфера, от которой теперь не осталось следа. Поэтому, чтобы восстановить условия, которые существовали на молодой планете, нужны дополнительные данные. К счастью, метеоритные бомбардировки и выветривание обнажили древние марсианские породы, доступные для исследования планетоходами. 

Ученые выяснили раннее, что залегающие неглубоко магниевые смектитовые глины образовались в гидротермальных водах при нейтральном или щелочном pH. Катионы магния в смектите способствуют гидратации и, следовательно, набуханию глин. 

Ранее магниевые смектиты под толщей обогащенных железом глин обнаружил в долине Маврт орбитальный спектрометр CRISM. В железистых смектитах найдены прослои осадочных сульфатсодержащих отложений, для которых нужны слабокислые среды. Это признак смены геохимических условий на планете, в которых были и кислотные периоды.

И вот новое открытие. Ученые во главе с Бенджамином Тутоло из Университета Калгари (Канада) обнаружили в данных, переданных планетоходом Curiosity, большое содержание сидерита. Статья об этом опубликована в журнале Science.

Аппарат работал на Маунт-Шарп в кратере Гейла — крупнейшей ударной впадине на Марсе. Считается, что в древности ее наполняло озеро. 

Curiosity пробурил четыре скважины в слоях разного залегания, охватывающих переход от дна озера к выветрелой поврехности. Образцы он проанализировал на месте рентгеновским дифрактометром. В магний-сульфатных прослоях содержалось от пяти до десяти процентов веса сидерита. 

Такая минеральная ассоциация говорит в пользу наступления кислотной среды, в которой сидериты частично растворились. При этом в атмосферу должно было выделиться большое количество углекислого газа, что усилило парниковый эффект и стабилизировало воду на планете. 

Собрав воедино новые факты, авторы нарисовали следующую картину. Примерно четыре миллиарда лет назад магниевые смектиты и сидериты образовались в нейтральных и щелочных условиях. Позже обработка поверхности кислыми водами частично растворила сидериты. При этом образовались сульфаты, в отложениях глин выросло содержание ионов железа. Часть из них окислилась и сформировала богатые железом магниевые смектиты и нонтрониты (содержащая Fe³⁺ разновидность смектитов), тогда как остальные выпали в осадок в виде железных оксидов или железных гидроксидов. По всей видимости, на раннем Марсе существовал круговорот углерода. 

Эта гипотеза объяснила минеральные ассоциации, найденные на Марсе. Сюда относят и открытия планетоходов Perseverance в кратере Езеро, в древности заполненном водными потоками. А ровер Opportunity обнаружил в светлых осадочных долинах Sinus Meridiani конкреции железных оксидов в древних сульфат-содержащие породы, что также могло быть следствием растворения сидеритов. Более детально проанализировать все эти данные можно будет после того как образцы, собранные Perseverance, вернут на Землю.