Переход от восстановленной планеты к окисленной планете упоминается как Великое событие окисления или GOE. Этот переход был центральной частью эволюции нашей планеты и фундаментально связан с эволюцией жизни здесь – в частности, с преобладанием фотосинтеза, производящего кислород. Планетарные геологи из HKU обнаружили, что Марс сам по себе пережил большое событие оксигенации – миллиарды лет назад красная планета не была такой красной.
Открытие было недавно опубликовано в журнале Nature Astronomy в статье, подготовленной аспирантом Цзяченгом ЛИУ и его научным руководителем, доцентом доктором Джо МИХАЛСКИ, которые связаны с Исследовательским отделом науки о Земле и планетах и Лабораторией космических исследований.
Исследователи использовали инфракрасное дистанционное зондирование и спектроскопию, чтобы измерить молекулярную вибрацию материала на поверхности Марса с орбиты, чтобы выявить минералогию и геохимию древних горных пород на Марсе. Путем подробного сравнения данных инфракрасного дистанционного зондирования и данных, собранных в лаборатории здесь, на Земле, команда показала, что древние породы на Марсе, обнаженные на поверхности, подверглись выветриванию в восстановительных условиях, что указывает на существование восстановленной атмосферы.
Многие знают, что Марс сейчас холодный и сухой, но ~ 3.5 миллиардов лет назад было теплее и влажнее.
Он был достаточно теплым, чтобы образовались речные русла, озера и минералы, образовавшиеся при взаимодействии с водой. Ученые, которые использовали математические модели для ограничения условий ранней марсианской атмосферы, пришли к выводу, что произошло парниковое потепление, но они также пришли к выводу на основе своих моделей, что парниковый эффект должен был включать восстановленные газы, а не углекислый газ, подразумевая, что восстановительная атмосфера могла иметь существовал. Однако до сих пор не было никаких доказательств того, что восстановленная атмосфера раннего Марса действительно имела место. Эта работа указывает на то, что она действительно существовала.
Этот проект включал детальное инфракрасное дистанционное зондирование Марса с использованием инфракрасной спектроскопии для картирования минералов в обнаженных, выветрившихся породах. Работа построена на детальном анализе выветрившихся вулканических пород на острове Хайнань на юго-западе Китая, где встречаются мощные толщи базальта, похожие на вулканические породы на Марсе. Цзяченг Лю систематически проанализировал измененные породы с помощью инфракрасной спектроскопии в лаборатории и опубликовал статью об этом исследовании, недавно опубликованную в журнале Applied Clay Science.
«Цзячэн выполнил поистине отличный докторский проект, основанный на тщательном лабораторном анализе и применении этих лабораторных результатов для дистанционного зондирования Марса», – прокомментировал д-р Михальски. что аналогичные минералогические тенденции наблюдались в породах на Марсе."
Доцент доктор Райан МакКензи из отдела исследований Земли и планет также впечатлен этими выводами. "Это довольно примечательное исследование, результаты которого существенно повлияют на наше понимание ранней эволюции планет земной группы и окружающей среды на их поверхности. Переход от восстановительной атмосферы к окислительной на Земле ~ 2.5 миллиардов лет назад было возможно только потому, что существование жизни, поскольку кислород является побочным продуктом метаболических процессов, таких как фотосинтез. Без микробов, производящих кислород, он не накапливался бы в нашей атмосфере, и мы не могли бы здесь находиться. «Хотя, безусловно, существуют различия в местных условиях, которым Марс и Земля подвергались в течение своей эволюционной истории, я не могу не начать думать о том, что результаты Цзяньчэна могут означать для потенциальной ранней марсианской биосферы», – отметил доктор Маккензи.
В то время как первая миссия Китая на Марс находится в стадии реализации – он успешно прибыл на орбиту Марса 10 февраля и должен приземлиться на Марсе в мае 2021 года, ученые готовятся к захватывающему году исследования и открытия Марса. Эта работа демонстрирует, как спектроскопия и дистанционное зондирование приводят к фундаментальным открытиям, имеющим важное значение для понимания истории Марса.
По мере того, как мы начинаем понимать самую древнюю историю Марса, исследователи готовы непосредственно искать любые признаки того, что жизнь могла когда-то существовать на древнем Марсе, и HKU планирует быть в центре этого великого научного приключения.