Исследование специалистов Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) может объяснить, почему на Марсе обнаружено значительно меньше карбонатных пород, чем ожидалось бы для планеты с древними реками, озёрами, подземными водами и океаном в северном полушарии. Учёные пришли к выводу, что часть карбонатов могла оказаться глубоко под поверхностью. Кроме того, следы взаимодействия с водой сохранились в богатых полевым шпатом породах.
Работу возглавили аспирант Чан-Чин Ван и профессор Томохиро Усui из Института космических и астронавтических исследований JAXA и Токийского университета. В исследовании также участвовал доцент Мохит Мелвани Дасвани из Института наук о Земле и жизни при Токийском технологическом институте и Института SETI. Результаты опубликованы в журнале JGR Planets, о чём сообщил сайт Universe Today.
Ранее учёные обращали внимание не только на малое количество карбонатов на поверхности Марса, но и на их разделение на две группы. Одни породы богаты кальцием и железом, другие — магнием. При этом прежние модели в основном учитывали взаимодействие воды с мафическими породами, содержащими большое количество железа и магния.
Авторы новой работы сосредоточились на полевошпатовых породах, которые всё чаще находят марсианские орбитальные аппараты и роверы. На Земле полевые шпаты составляют около 60% земной коры, а на Марсе такие минералы отличаются повышенным содержанием кальция, натрия и алюминия. Это указывает на то, что в прошлом они могли занимать значительные площади.
Для проверки гипотезы исследователи создали одномерные термохимические модели, описывающие движение воды через мафические и полевошпатовые породы на раннем Марсе. Расчёты выполнили с помощью геохимического кода PHREEQC Version 3. Они охватили процессы продолжительностью от нескольких лет до 100 тысяч лет и учитывали два варианта движения воды: диффузию в застойной воде и просачивание вниз вместе с подземным потоком.
Моделирование показало, что полевошпатовые породы при большинстве условий способны быстро формировать карбонаты, богатые кальцием и железом. Мафические породы давали такой результат лишь на коротком этапе, после чего растворение минералов с магнием меняло состав среды и приводило к образованию магниевых карбонатов. Подземные воды оказались эффективнее застойных в создании карбонатов, но у поверхности они могли снова растворять эти соединения и переносить их на большую глубину, поэтому будущие буровые работы в полевошпатовых районах способны обнаружить как древние следы тёплого влажного климата, так и подземные запасы воды.