Brauna universitātes zinātnieki ir izvirzījuši jaunu hipotēzi par to, kā uz Marsa ir veidojušies filosilikāti jeb māli. Ja šī teorija apstiprinātos, sarkanās planētas vēsturi nāktos pilnībā pārrakstīt. Zinātnieki cer, ka nākamā mobilā laboratorija jeb visurgājējs, kas dosies uz Marsu jau 2020.gadā, varētu palīdzēt noskaidrot, kura no Marsa pagātnes versijām ir pareizāka. Iespējams, ka iegūtās atbildes liks meklēt vēl kādu citu izskaidrojumu.
Filosilikāti jeb māli, kuru atsegumi bagātīgā apjomā atrasti uz Marsa, veidojas, ūdenim mijiedarbojoties ar vulkāniskajiem iežiem. Šī recepte tad arī ir likusi domāt, ka uz Marsa savulaik ir valdījuši apstākļi, kad uz tā virsmas ir pastāvējis ūdens šķidrā formā vai arī aktīvi darbojušās pazemes hidrotermālās sistēmas. Pētījumā, kurā piedalījās Brauna universitātes zinātnieki, ir izdevies atveidot pavisam citu ainu - ka māli ir veidojušies laikā, kad tapusi pati Marsa garoza, ilgi vēl pirms ūdens varēja plūst pa planētas virsmu.
Kāda ir šī recepte?
Pirmsākumos Marss un citas cieto iežu planētas bija klātas ar karstas magmas okeānu. Kad Marsa magmas okeāns sāka atdzist, ūdens un citi izšķīdušie gaisīgie savienojumi gāzu formā tika izmesti no iežiem un izveidoja blīvu tvaiku atmosfēru, kas ieskāva planētu. Šīs pirmatnējās pirts apstākļi - mitrums un karstums - varēja veiksmīgi lielu daļu vulkānisko iežu pārvērst mālos. Vēlākos planētas attīstības posmos vulkāniskā darbība un sadursmes ar asteroīdiem varēja aprakt mālus vienās, bet atsegt citās vietās, radot nevienmērīgo izplatību, kāda vērojama mūsdienās.
«Recepte, lai izveidotu mālu: ņemiet klinti un pievienojiet karstumu un ūdeni,» skaidroja Kevins Kenons no Centrālfloridas universitātes, kurš vadīja pētījumu, izstrādājot doktora disertāciju Brauna universitātē. «Magmas okeāna radītā pirmatnējā atmosfēra ir karstākais un mitrākais, kas uz Marsa vispār ir bijis. Tas ir brīdis, kurā varēja pārveidot garozu un pēc tam sajaukt pieejamos materiālus.»
Kenons un pētījuma līdzautori uzskata, ka šis scenārijs labāk izskaidro mālu plašo izplatību. Tā gadījumā nav nepieciešams silts un mitrs klimats, nedz arī ilgstoša hidrotermālā aktivitāte Marsa agrīnajos attīstības posmos.
Lai demonstrētu, ka viņu teorija ir apspriešanas vērta, zinātnieki sintezēja iežus, kas atbilst Marsa bazaltam. Pēc tam viņi izmantoja iekārtu, lai atveidotu apstākļus, kādi varēja valdīt laikā, kad atdziestošais magmas okeāns izveidoja ar tvaiku bagāto atmosfēru. Paraugi šādos apstākļos atradās divas nedēļas.
«Tas ir patiesi interesanti, cik ātras un apjomīgas bija bazalta izmaiņas,» teica Kenons. «Visaugstākajā spiedienā un temperatūrā tās skāra praktiski visus bazalta slāņus.»
Ar tvaiku bagāta atmosfēra, kura radās, atdziestot magmas okeānam, varēja pastāvēt aptuveni 10 miljonus gadu vai pat vairāk. Tas bija pietiekams laiks, lai radītu līdz pat trīs kilometriem biezu filosilikātu slāni.
Lai izpētītu, kas notika ar pirmatnējo māla slāni, planētai turpinot attīstīties, zinātnieki radīja Marsa garozas gabala datormodeli. Modelī garozas augšējā daļā atradās trīs kilometrus biezs mālu slānis. Tad datormodelī tika simulēta turpmākā Marsa attīstība periodam, kad dominēja vulkāniskā aktivitāte un ar planētu bieži sadūrās asteroīdi. Modelī bija redzams, ka mālu slānis tika gan aprakts, gan vietām atsegts, gan izkaisīts, atgādinot to mālu izvietojuma ainu, kāda vērojama mūsdienās.
«Māli klāj aptuveni 3% no vissenākajiem garozas atsegumiem uz Marsa,» teica Kenons, paskaidrojot, ka līdzīgu skaitli viņi ieguva, modelējot attīstību datorā.
Eksperimenti laboratorijā un datorsimulācijas nav pierādījums šā scenārija pareizībai, bet to varētu palīdzēt noskaidrot turpmāko Marsa izpētes misiju laikā.
«Viens, kas man tajā patīk, ir, ka šo scenāriju var tiešām pārbaudīt,» skaidroja ģeoloģijas profesors Stīvs Permens no Brauna universitātes. «Es esmu pārliecināts, ka, atvedot paraugu vai veicot analīzi uz vietas ar piemērotu instrumentu, ir iespējams noskaidrot, kādu procesu rezultātā tika izmainīti ieži.»
Ja māli veidojās, pirmatnējai atmosfērai mijiedarbojoties ar atdziestošo magmas okeānu, tas ne tikai izmainītu priekšstatu par Marsa agrīno vēsturi, bet arī palīdzētu izskaidrot, kādēļ Marsa garoza ir mazāk blīva, nekā tas būtu sagaidāms bazalta iežu gadījumā. Māla iežu slānis, kas slēpjas zem virsmas, kalpo arī kā ūdens rezervuārs.
«Šajos apraktajos māla slāņos varētu būt daudz ūdens,» teica Permens. «Jūs varat iztēloties: ja kaut kādu procesu rezultātā tie ir sasiluši, tad milzīgs ūdens daudzums uz kādu laiku varēja izplūst virszemē. Tas varēja iespaidot Marsa apdzīvojamību pagātnē.»
«Šī ir interesanta hipotēze, kuru pārbaudīt nākotnē,» piebilda profesors Džeks Mastards no Brauna universitātes, kurš piedalās Mars 2020 visurgājēja projektā. «Atkarībā no vietas, kur nolaidīsies visurgājējs, mēs varētu iegūt paraugus, kas varētu palīdzēt izgaismot šo jautājumu.»