Предложено очень простое объяснение, почему Марс не пригоден для жизни
Мы часто говорим о сильном сходстве между Землей и Марсом, но именно различия, вероятно, объясняют, почему на одной планете есть жизнь, а на другой - нет.
Новое исследование предполагает, что причина отсутствия жизни могла быть связана с несоответствием в размерах. Диаметр Марса составляет всего 53 процента диаметра Земли (чуть больше половины размера), и это лишило бы Марса возможности удерживать летучие вещества, которые, как мы знаем, жизненно важны для жизни, например воду.
"Судьба Марса была решена с самого начала", - говорит планетолог Кун Ван из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. "Вероятно, существует порог требований к размеру скалистых планет, чтобы удерживать достаточно воды, чтобы обеспечить обитаемость и тектонику плит, с массой, превышающей массу Марса".
Хотя есть много различий между Землей и другими планетами земной группы в Солнечной системе, бывает трудно установить, какие факторы способствуют возникновению жизни, а какие препятствуют этому.
Но мы можем взглянуть на некоторые вещи, которые необходимы жизни на Земле.
Единственное, что требуется жизни на Земле, - это жидкая вода, поэтому условия, при которых возможно присутствие жидкой воды, являются одним из ключевых пунктов в контрольном списке обитаемости планеты. Мы знаем, что на Марсе когда-то была поверхностная вода - мы видели доказательства этого в марсианских метеоритах, когда Солнечная система была еще молодой. Однако сегодня Марс пыльный, сухой и пустынный, а любая вода на его поверхности заморожена.
Переход от относительно влажной планеты к засушливой пыльной чаше иногда связывают с потерей магнитного поля Марса. Но возможно, что другие факторы играют роль в удержании летучих веществ, например, сила тяжести на поверхности космического тела. Для справки, гравитация Земли в 2,66 раза больше, чем на Марсе. Итак, Ван и его команда приступили к расследованию.
В частности, они начали изучать содержание умеренно летучего элемента калия на различных объектах Солнечной системы, используя его в качестве индикатора для других летучих элементов и соединений. Это связано с тем, что соотношение изотопов калия является сильным показателем истощения летучих веществ в недрах планеты, поскольку они нечувствительны к вулканическим процессам и испарению, вызванному ударами.
"Марсианские метеориты - единственные доступные нам образцы для изучения химического состава основной массы Марса", - говорит Ван. "Эти марсианские метеориты имеют возраст, варьирующийся от нескольких сотен миллионов до 4 миллиардов лет, и зафиксировали историю эволюции летучих веществ Марса. Измеряя изотопы умеренно летучих элементов, таких как калий, мы можем сделать вывод о степени истощения летучих веществ на больших планетах и провести сравнения между ними. различные тела Солнечной системы".
Команда изучила изотопный состав калия в 20 метеоритах Марса, выбранных потому, что они, кажется, представляют основной силикатный состав Марса. Затем эти составы сравнивали с известными объемными силикатными составами трех других внутренних объектов Солнечной системы различных масс - Земли, Луны и астероида Веста. Результаты показали, что Марс потерял больше летучих веществ, чем Земля во время своего формирования, но сохранил больше, чем Луна и Веста, которые значительно меньше и суше, чем Марс.
"Причина гораздо более низкого содержания летучих элементов и их соединений на дифференцированных планетах, чем в примитивных недифференцированных метеоритах, была давним вопросом", - говорит планетолог Катарина Лоддерс из Вашингтонского университета. "Обнаружение корреляции изотопного состава калия с гравитацией планеты - новое открытие с важными количественными значениями для того, когда и как дифференцированные планеты получали и теряли свои летучие вещества".
По словам исследователей, это имеет значение для нашего понимания истории планеты. Предыдущие исследования показали, что когда-то Марс действительно был очень мокрым. Эта новая корреляция между гравитацией и удержанием летучих может помочь наложить ограничения на то, сколько воды когда-то было на Марсе.
Кроме того, открытие имеет значение для наших поисков обитаемых миров за пределами Солнечной системы. Одним из факторов, влияющих на присутствие жидкой воды на поверхности планеты, является ее температура, связанная с ее близостью к родительской звезде. Слишком близко - и вода испаряется; слишком далеко, и он зависает.
Мы также можем измерить размеры и массу экзопланет, основываясь на том, сколько звездного света они блокируют, когда движутся между нами и звездой, и насколько звезда движется по своей взаимной орбите с экзопланетой. Таким образом, работа команды может помочь нам исключить экзопланеты, которые слишком малы для жидкой воды. "Размер экзопланеты - один из параметров, который легче всего определить", - сказал Ван.
"Основываясь на размере и массе, мы теперь знаем, является ли экзопланета кандидатом на жизнь, потому что определяющим фактором первого порядка для удержания летучих веществ является размер".
