Вопрос о том, существовала ли жизнь на Марсе, на протяжении десятилетий будоражил воображение ученых и общественности. Центральное место в этой теме занимает понимание прошлого климата соседа Земли. Была ли планета теплой и влажной, с морями и реками, похожими на те, что встречаются на нашей планете? Или же Марс был холодным и ледяным и, следовательно, потенциально менее склонным к поддержанию жизни в привычном нам виде? Свежее исследование говорит скорее в пользу второго варианта, указывая на сходство между образцами грунта, взятыми с Красной планеты и на территории холодного субарктического Ньюфаундленда.

Ученые часто используют почву для описания истории окружающей среды, поскольку присутствующие в ней минералы могут рассказать об эволюции ландшафта. Более глубокое понимание того, как образовались эти материалы, могло бы помочь ответить на давние вопросы об условиях на Красной планете. Почвы и скалы кратера Гейла свидетельствуют о климате Марса в промежутке между тремя и четырьмя миллиардами лет назад, во времена, когда там было относительно много воды. Тогда же на Земле впервые появилась жизнь.

"Кратер Гейла — это дно палеоозера — там явно присутствовала вода. Но каковы были условия окружающей среды в то время? — задается вопросом почвовед и геоморфолог Энтони Фельдман. — Мы никогда не найдем прямого аналога марсианской поверхности, потому что условия на двух планетах очень разные. Но мы можем посмотреть на тенденции в земных условиях и экстраполировать их дальше".

Марсоход НАСА Curiosity исследует кратер Гейла с 2011 года и обнаружил множество так называемых "рентгеноаморфных материалов". Этим компонентам почвы не хватает типичной повторяющейся атомной структуры, которая определяет минералы. Из-за этого их нелегко охарактеризовать с помощью таких традиционных методов, как дифракция рентгеновских лучей. Когда последние попадают на кристаллы, такие как, например, алмаз, они рассеиваются под характерными углами, зависящими от внутренней структуры минерала. Марсоход Curiosity с помощью этого метода продемонстрировал, что "рентгеноаморфный материал", не оставляющий подобных отпечатков, составляет от 15 до 73% образцов почвы и горных пород, протестированных в кратере Гейла.

"Вы можете представить рентгеноаморфные материалы как своего рода желе, — говорит Фельдман. — Это суп из различных элементов и химикатов, которые просто скользят друг мимо друга".

Марсоход Curiosity также провел химический анализ образцов почвы и горных пород и обнаружил, что они богаты железом и кремнеземом, но лишены алюминия. Помимо ограниченной химической информации, ученые еще не понимают, что это за аморфный материал и что его присутствие говорит об исторической среде Марса. Раскрытие дополнительной информации о том, как эти загадочные структуры формируются и сохраняются на Земле, может помочь с насущными вопросами о Красной планете.

Чтобы найти необходимые ответы, Фельдман и его коллеги посетили три места в поисках подобного рентгеноаморфного материала: плоскогорье национального парка Грос-Морн в Ньюфаундленде, горы Кламат в Северной Калифорнии и западную Неваду. На этих трех участках были обнаружены серпантиновые почвы, которые, как ожидали исследователи, могут быть химически похожи на образцы из кратера Гейла: богатые железом и кремнием, но лишенные алюминия. Все три места также предоставили данные о количестве дождя, снегопадов и температур, которые могли бы помочь понять тип условий окружающей среды, необходимых для появления и сохранения аморфного материала.

На каждом участке исследовательская группа детально изучила грунт с помощью рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии. В результате в субарктических условиях Ньюфаундленда были обнаружены материалы, химически похожие на найденные в кратере Гейла, но также лишенные кристаллической структуры. Почва из более теплого климата, например в Калифорнии и Неваде, этой особенностью не обладала.

"Это показывает, что для появления этих материалов вам нужна вода, — говорит Фельдман. — Но для их сохранения необходимы холодные, близкие к нулю среднегодовые температурные условия".

Таким образом, по словам ученого, обилие такого материала в кратере Гейла соответствует субарктическим условиям, подобным тем, которые можно наблюдать, например, в Исландии.

Исследование опубликовано в журнале Communications Earth and Environment.