- Статьи
- Наука и техника
- Водные данные: новая модель молодой Солнечной системы поможет в поисках жизни на Марсе
Водные данные: новая модель молодой Солнечной системы поможет в поисках жизни на Марсе
Ученые рассчитали вероятность миграции различных тел в ранней Солнечной системе. Построенная модель показывает, что основная часть воды на планеты земной группы была доставлена ледяными объектами из области за орбитой Юпитера. Марс, расположенный ближе к источнику этого потока, получал воды больше, чем Земля, и в период 3,5–2,5 млрд лет назад на нем, вероятно, существовал океан. В это же время на Красной планете могли зародиться микробные формы жизни. Результаты исследования позволяют сузить область поиска ее следов до определенных геологических слоев, что увеличивает шансы на успех исследований. При этом эксперты отмечают, что наличие воды само по себе не означает существование жизни. Подробнее — в материале «Известий».
Как льды из окрестностей Юпитера создали океаны на Земле
Ученые из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН разработали новую модель ранней Солнечной системы, относящуюся к эпохе формирования планет. В рамках работы специалисты реконструировали гравитационные «коридоры», по которым различные небесные тела перемещались в окрестностях нашей звезды. Об этом «Известиям» рассказали в Минобрнауки РФ.
Одним из ключевых выводов стало предположение о том, что основная часть воды на поверхности Земли была доставлена ледяными телами из области за орбитой Юпитера и внешнего пояса астероидов. Марс, оказавшийся на пути этого потока, получал на единицу своей массы больше таких объектов, чем Земля. В результате в период 3,5–2,5 млрд лет назад поверхность Красной планеты, вероятно, была покрыта океаном.
Эти данные косвенно подтверждают гипотезу о том, что если на Марсе и была жизнь, то условия для ее возникновения могли существовать именно в этот период. Уточнение временных рамок предполагаемой марсианской биосферы позволяет сосредоточить поиски ее следов на породах соответствующего геологического возраста, повышая шансы найти на Марсе следы жизни.
— На раннем этапе Солнечной системы образовались планетезимали. Это объекты, из которых потом сформировались планеты. Внутри «снеговой линии» (на расстоянии в три раза дальше от Солнца, чем Земля) они были «сухими», а за ней — содержали лед, поскольку энергии звезды здесь уже не хватало, чтобы его испарить, — рассказал «Известиям» ведущий научный сотрудник ГЕОХИ РАН Сергей Ипатов.
Ведущий научный сотрудник ГЕОХИ РАН Сергей Ипатов
По его словам, планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — первоначально формировались именно из местных сухих планетезималей. Позднее, когда молодой Юпитер набрал значительную массу, его гравитация начала направлять в область этих планет ледяные тела. Их приток обеспечивали внешние гиганты — Сатурн, Уран и Нептун. К этому моменту планеты земной группы уже стали достаточно массивными, чтобы удерживать поступавшую извне воду.
Почему Марс получал больше воды
Расчеты показали, что общая масса Н2О на Земле, доставленной из области за орбитой Юпитера и зоны внешнего астероидного пояса, могла превысить массу всех современных океанов, рассказал Сергей Ипатов.
— Возможно, вода, которая образовывалась при химических реакциях внутри Земли, имела общую массу в несколько раз больше, чем привнесенная извне. Однако лишь малая ее часть могла выбраться из недр на поверхность. В то же время падающие из района Юпитера тела доставляли воду прямо в земные океаны, — пояснил он.
Ученый отметил, что при подобных столкновениях часть вещества ударного тела не удерживалась гравитацией Земли и выбрасывалась обратно в космос. Поэтому общая масса ледяных объектов, достигших планеты, была больше объема воды, который в итоге сохранился на ее поверхности.
При этом, по его словам, количество влаги, поступившей на Венеру, было сопоставимо с земным. Однако из-за экстремально высокой температуры и выраженного парникового эффекта вода на этой планете сравнительно быстро испарялась и терялась.
В отличие от Земли, Марс, расположенный ближе к поясу астероидов и Юпитеру, в пересчете на свою массу мог захватить даже больше ледяных планетезималей. Однако из-за слабой гравитации — при массе примерно в десять раз меньшей, чем у Земли, — Красная планета не смогла удержать значительные объемы воды, и со временем она постепенно рассеялась в космическом пространстве.
Тем не менее расчеты вероятностей столкновений мигрировавших тел с Марсом показывают, что в течение определенного периода на Марсе, возможно, существовали стабильные океаны, уточнил специалист. Именно в ту эпоху условия могли быть благоприятными для появления жизни на Красной планете.
Каналы на Марсе
— Считается, что 3,5–2,5 млрд лет назад Марс имел постоянную гидросферу, и тогда на нем могла существовать биосфера. Не исключено, что уровень организмов на Красной планете был сопоставим с теми, что в то же время населяли Землю — простейшими одноклеточными организмами, — добавил Сергей Ипатов.
По его мнению, данные моделирования помогают сократить временные и географические рамки поиска возможных следов древней микробной жизни на Марсе и нацелить исследования на породы, которые сформировались именно в этом «влажном» периоде. Также роль планет-гигантов типа Юпитера может стать значимым критерием для поиска экзопланет — объектов, пригодных для жизни — в других звездных системах.
Могла ли на Марсе возникнуть жизнь
— Земля формировалась как элемент динамической системы. Согласно современным представлениям, часть воды была захвачена планетой непосредственно из протопланетного диска, тогда как другая поступила позднее вместе с астероидами и кометами. В дальнейшем вода неоднократно перераспределялась между мантией, корой и океаном, — рассказал «Известиям» начальник отдела физики планет, заместитель директора Института космических исследований РАН Олег Кораблев.
Что касается Марса, есть масса наблюдательных свидетельств существования жидкой воды на нем, но прямой связи с развитой биосферой здесь нет. Для возникновения жизни, кроме воды, необходимы также стабильность климата, защита от радиации и активный геохимический цикл, добавил он.
Океан на Марсе, вероятно, существовал в течение сотен миллионов, но не миллиардов лет, отметил эксперт. После этого магнитное поле планеты исчезло, а атмосфера перешла в вырожденное состояние. Если жизнь на Красной планете и возникла, то, по всей видимости, она была простой — микробной и локальной. Сохраниться она могла лишь в подповерхностных нишах.
— В космогонии давно существует вопрос, откуда на Земле столько воды. В области вблизи Солнца, где формировалась наша планета, H2O практически не было: молекулы газов, включая водяной пар, вытеснялись интенсивным солнечным ветром. В то же время за «снежной линией», в холодных областях, молекулы воды конденсировались на пылевых частицах, существенно увеличивая их массу. Из этого вещества впоследствии сформировались планеты-гиганты и их спутники, — рассказал старший научный сотрудник Института солнечно-земной физики СО РАН, директор Астрономической обсерватории Иркутского государственного университета Сергей Язев.
По его словам, сделанные расчеты уточнили представления о том, как формировались планеты земной группы из малых тел — в том числе из приходящих из-за «ледяной линии» и поэтому содержащих немало воды.
Снимок ледников на Марсе
Говоря о Марсе, воды на планете действительно много, однако сегодня она находится преимущественно в замороженном состоянии, отметил специалист. По его словам, Великая Северная равнина в прошлом представляла собой огромный, хотя и сравнительно неглубокий океан. Сейчас на его месте простирается сухая морозная пустыня. При этом, подчеркнул эксперт, наличие воды само по себе не означает существование жизни. В Солнечной системе H2O встречается практически повсеместно, однако убедительные признаки биологической активности обнаружены лишь на Земле.
