Большое количество жидкой воды и значительно более активные вулканы находились в недавнем прошлом на поверхности Марса, говорится в опубликованной в журнале Science статье, подготовленной по итогам анализа данных с американского посадочного зонда «Феникс».


«Феникс» совершил посадку в приполярном регионе Марса 25 мая 2008 года. В числе приборов на его борту был газоанализатор TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer), который мог измерять изотопный состав газов в атмосфере планеты значительно точнее, чем это делали сходные приборы на борту посадочных аппаратов «Викинг-1» и «Викинг-2», исследовавших планету в 1970-х годах.


Авторы статьи, Пол Найлс (Paul Niles) из университета Аризоны и его коллеги, проанализировали данные об изотопах (разновидностях атомов одного химического элемента, отличающихся количеством нейтронов в ядре) кислорода и углерода, входящих в состав главного компонента марсианской атмосферы - углекислого газа.


«Изотопный состав - это своего рода химическая подпись, которая может рассказать нам, откуда эти вещества взялись, и какого рода трансформации они испытывали», - говорит Найлс, слова которого приводит пресс-служба НАСА.


Чрезвычайно разреженная атмосфера Марса состоит на 95% из углекислого газа. Низкая гравитация и отсутствие магнитного поля на планете означает, что углекислый газ, накапливающийся в атмосфере, постепенно уходит в космос. Более легкий изотоп углерода - углерод-12 - должен «выветриваться» быстрее, чем более тяжелый углерод-13.


Однако соотношение этих изотопов, измеренное «Фениксом», оказалось сильнее, чем предсказывали расчеты, сдвинуто в сторону легкого изотопа.
 Это означает, что марсианская атмосфера сравнительно недавно пополнилась углекислотой, выброшенной вулканами, и вулканическая активность в недавнем прошлом Марса была значительно более сильной. Вместе с тем, соотношение изотопов другого компонента углекислого газа - кислорода - не несет признаков вулканической активности.


«Кислородный состав СО2 в марсианской атмосфере обогащен кислородом-18, и значительно отличается по этому параметру от состава углекислоты, выделяемой магмой», - говорится в статье.


Наиболее вероятным объяснением этого, по мнению автором исследования, может быть взаимодействие углекислоты с жидкой водой, которая обогатила кислород в углекислом газе более тяжелым кислородом-18.
При этом эти реакции шли главным образом при температурах, близких к точке замерзания воды, и гидротермальные источники, подобные тем, что существуют в сейсмически активных регионах, например в Исландии или на Камчатке, были редкостью в марсианском прошлом.


Авторы исследования отмечают, что биологическая активность также является одним из значимых факторов, влияющих на изотопный состав углерода в атмосферной углекислоте. В глобальном масштабе биосфера «забирает» из воздуха углерод-12, увеличивая долю углерода-13.

Однако, пишут исследователи, полученные ими данные не дают возможности сделать однозначный вывод о биологических процессах на Марсе.