Марс часто называют Красной планетой из-за его характерного красноватого оттенка, который заметен даже с Земли. Ученые десятилетиями считали, что причина этого цвета — минерал железа гематит, который образовался в результате окисления уже после окончания влажного и теплого периода. То есть в сухих условиях и при участии кислорода. Авторы нового исследования выяснили, что главную роль в наличии этого оттенка сыграл другой минерал, связанный с водой.
Знаменитый цвет Марса очаровывал человечество на протяжении многих веков, благодаря чему его прозвали «Красной планетой». Римляне назвали Марс в честь своего бога войны, потому что его цвет напоминал кровь, а египтяне называли его «Хер Дешер», что означает «красный» / © ESA & MPS, OSIRIS Team
Марс легко узнать на ночном небе по ярко выраженному красному оттенку. Благодаря космическим аппаратам, изучавших планету в течение последних десятилетий, ученые узнали, что этот оттенок обусловлен ржавчиной — частицами оксидов железа, содержащимися в пыли.
Поверхность Марса богата железосодержащими минералами. В какой-то момент времени железо вступило в реакцию с жидкой водой или кислородом и окислилось. В результате образовались оксиды железа, которые имеют красновато-оранжевый цвет. Похожим образом на Земле образуется ржавчина.
За миллиарды лет они измельчились и разнеслись ветрами по всей поверхности Когда пыль поднимается в атмосферу, частицы оксидов железа рассеивают свет, усиливая красноватое свечение планеты.
Однако оксиды железа бывают разными. Ученые до сих пор спорят о точном химическом составе марсианской ржавчины. Ведь если исследователи его узнают, то смогут понять, какие условия существовали на Марсе в прошлом и могла ли планета быть пригодной для жизни.
В предыдущих научных работах ученые анализировали данные о марсианской пыли, полученные с помощью космических аппаратов, и пришли к выводу, что главный ее «красный» компонент — минерал железа гематит (Fe₂O₃). Специалисты не выявили признаков наличия в нем воды, поэтому решили, что он появился во время «сухого» этапа истории Марса, когда планета уже потеряла воду. Исследователи заключили, что гематит образовался при контакте железа с кислородом, то есть, по их мнению, Марс начал «ржаветь» уже после влажного периода.
Международная команда космогеологов под руководством Адомаса Валантинаса (Adomas Valantinas) из Брауновского университета (США) выяснила, что за красный оттенок Марса отвечает совсем другой минерал железа.
Сперва Валантинас и его коллеги провели эксперимент, воссоздав в лаборатории марсианские условия. Они измельчили вулканический базальт до размера 1/100 толщины человеческого волоса (такую текстуру имеет марсианская пыль) и смешали его с разными типами оксидов железа.
Сравнив спектральные данные лабораторных образцов с наблюдениями орбитальных аппаратов (TGO, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter) и марсоходов (Curiosity, Pathfinder и Opportunity), ученые обнаружили, что спектральные «отпечатки» пыли лучше всего совпадают с ферригидритом ((Fe3+)2O3·0.5H2O).
Этот минерал быстро образуется при контакте железа с холодной водой и сохраняет следы H2О в своей структуре даже после высыхания. В процессе формирования минерала молекулы H2О «встраиваются» в его кристаллическую решетку, становясь частью химической структуры. Даже когда внешняя вода испаряется, эти молекулы остаются «запертыми» внутри минерала — как будто в ловушке.
Марс по-прежнему Красная планета, но ученые теперь лучше понимают, почему. Раньше считалось, что его цвет связан с гематитом, но оказалось, что главную роль в этом играет другой минерал — ферригидрит. Поскольку ферригидрит мог образоваться только во влажный марсианский период, ржавчина на планете появилась намного раньше, чем предполагали исследователи. Более того, ферригидрит не разрушается в современных условиях Марса (холодно, сухо, нет воды): он сохранился, и планета имеет характерный оттенок даже спустя миллиарды лет.
В любом случае, окончательно разобраться с причиной красного цвета планеты помогут образцы грунта, собранные марсоходом Perseverance. Их доставят на Землю после 2030 года, анализ покажет точный состав пыли.
Научная работа команды Валантинаса опубликована в журнале Nature Communications.
