Сегодня Марс холодный и сухой, но 3,8–3,6 млрд лет назад на нем, по всей видимости, периодически наступали теплые и влажные эпохи. Одной из причин потепления могли быть выбросы водорода, который поступал в атмосферу при падении метеоритов, извержениях вулканов и химических реакциях в горных породах.
Исследование ученых из Института науки Токио, Университета Тохоку и других организаций опубликовано в The Planetary Science Journal. Авторы объединили химическую модель атмосферы с глобальной климатической моделью древнего Марса и проверили более подробную версию прежней гипотезы, которую раньше считали по упрощенным моделям со средними значениями для всей планеты.
Они исходили из атмосферы, вдвое более плотной, чем земная, с преобладанием углекислого газа и 6% водорода. Расчеты показали, что количество формальдегида, выпадавшего на поверхность, в разных районах различалось примерно в 100 раз, а главным фактором был водяной пар: во влажном воздухе ультрафиолет активнее разрушал молекулы воды и запускал цепочку реакций.
Дождь переносил образующийся формальдегид на поверхность и в водоемы, где он мог превращаться в более сложные органические соединения. Снег почти не участвовал в этом процессе, потому что снежинки удерживают формальдегид в 10–100 раз хуже дождевых капель.
Больше всего вещества, по модели, получало северное полушарие, где тогда, вероятно, был океан, а максимумы приходились на вулканические возвышенности Фарсида и Элизий. Там воздух, поднимаясь по склонам, охлаждался и проливался дождями, а выпадение формальдегида достигало около 50 мг на квадратный метр в год — примерно в десять раз выше среднего по планете.
Авторы также оценили места посадки марсоходов: в кратере Гейл, где Curiosity нашел органические соединения в древних осадочных породах, и в кратере Езеро, где Perseverance зафиксировал признаки таких соединений, значения оказались ниже среднего. При этом горы к югу от кратера Гейл получали много формальдегида, а реки с подземными водами могли переносить его в кратер; одним из самых богатых районов модель назвала место посадки китайского марсохода «Чжужун», у которого нет приборов для поиска органики.
Исследователи подчеркивают, что их расчеты показывают только поступление формальдегида на поверхность, а не то, сколько его могло сохраниться до наших дней. Для поиска следов древней химической эволюции и возможного зарождения жизни они предлагают выбирать низины рядом с постоянно влажными регионами, где вещество могло накапливаться и концентрироваться при испарении воды.
Если сравнить органику из районов с высоким и низким притоком формальдегида, можно будет понять, какая ее часть имеет атмосферное происхождение. Проверить выводы, по словам авторов, помогут будущие миссии.
Источники
