В новом выпуске программы Event Horizon Джон Майкл Годье беседует с Эмили Лакдаваллой — ведущим экспертом по планетологии и популяризатором науки. Основной темой дискуссии стала геологическая история Марса, Венеры и других тел Солнечной системы, а также то, как роботизированные миссии помогают реконструировать прошлое планет и искать следы древней жизни.
🔴 Марс и Земля: общее происхождение и разные судьбы 2:47
По словам Эмили Лакдаваллы, на заре своего существования Марс и Земля были гораздо больше похожи друг на друга, чем сегодня . Обе планеты сформировались из примерно одинаковых пропорций материалов и в период своей «юности» были достаточно горячими, чтобы пройти процесс дифференциации — разделения на металлическое ядро, каменистую мантию и кору .
Ключевые сходства и различия планет в ранний период:
- Магнитное поле: Обе планеты обладали жидким ядром, которое запускало механизм магнитного динамо, создавая защитное магнитное поле .
- Состояние ядра: Лакдавалла отмечает, что, согласно современным представлениям, ядро Марса, вероятно, всё ещё частично расплавлено, как и земное .
- Потеря тепла: Главное различие заключается в размерах. Марс — гораздо меньший мир, поэтому он терял первозданное тепло значительно быстрее Земли . Это привело к остановке многих геологических процессов, которые на нашей планете продолжаются до сих пор.
🌊 Свидетельства «влажного» прошлого Красной планеты 3:52
Современная эра исследований Марса, начавшаяся в 1997 году с миссий Mars Global Surveyor и Pathfinder, дала учёным глубокое понимание его ранней истории. По мнению гостьи, в тот период Марс был гораздо более «землеподобным» .
Данные ровера Curiosity из кратера Гейл (Gale Crater) подтверждают наличие стабильной водной среды в прошлом:
- Продолжительность существования озёр: Озёра заполняли кратер непрерывно на протяжении миллионов или даже десятков миллионов лет (возможно, до 100 млн лет) .
- Химический состав: Вода не была слишком кислой или слишком щелочной. Такая нейтральная химическая среда благоприятна для развития органической химии .
- Климат: Лакдавалла уточняет, что, несмотря на наличие воды, Марс, вероятно, всегда был холоднее Земли — его условия напоминали скорее Антарктиду, чем тропики .
Одним из самых ярких доказательств речной активности стало открытие Curiosity отложений, напоминающих «разбитый бетон». Это конгломерат из округлой гальки, сцементированной мелкозернистым материалом . Как объясняет эксперт, галька может стать округлой только при длительном воздействии проточной воды. Судя по размерам камней, на этом месте когда-то протекала река глубиной от щиколотки до бедра .
🦠 Поиски жизни: поверхность против недр 5:22
Эмили Лакдавалла считает, что если жизнь на Марсе когда-либо зародилась, она вполне могла сохраниться до наших дней глубоко под поверхностью . Жизнь на самой поверхности сейчас практически невозможна из-за двух факторов:
- Солнечная радиация: Отсутствие плотной атмосферы и магнитного поля делает поверхность стерильной .
- Окислители в почве: Поверхность Марса насыщена агрессивными химикатами, такими как перекись водорода и перхлораты . Эти вещества разрушают сложные органические молекулы.
По мнению эксперта, наиболее перспективная зона для обитания — это глубина в несколько километров, где горячие горные породы и подземные воды могут вступать в химические взаимодействия .
Что касается периодических выбросов метана, которые фиксирует Curiosity, Лакдавалла призывает к осторожности. Она утверждает, что, согласно принципу «бритвы Оккама», наиболее вероятным объяснением являются геологические процессы, хотя гипотезу о «биологическом цветении» (подобно водорослям) стоит держать в уме как одну из рабочих версий .
🌋 Геологическая активность и климатическая смерть 8:36
Вопреки старым представлениям о Марсе как о «мёртвом мире», данные указывают на его относительную динамичность.
- Вулканизм: Самые молодые проявления вулканизма на Марсе, судя по подсчёту кратеров, могли происходить всего 10–20 миллионов лет назад . В масштабах возраста планеты (4,5 млрд лет) это буквально «вчера». По словам Лакдаваллы, вполне возможно, что в будущем на Марсе произойдёт ещё одно извержение .
- Наклон оси: У Марса нет крупной Луны для стабилизации, поэтому наклон его оси вращения может меняться от нынешних значений (похожих на земные) до 60–70 градусов . Это приводит к радикальным изменениям климата, таянию полярных шапок и формированию инея в экваториальных зонах.
- Миссия InSight: Лакдавалла возлагает большие надежды на этот аппарат, оснащённый первым высокочувствительным сейсмометром, который должен зафиксировать «марсотрясения» и прояснить внутреннее строение планеты .
🔬 Эволюция воды: от Curiosity до Opportunity 13:59
Ровер Opportunity, приземлившийся в кратере Эндьюранс, обнаружил знаменитые «черничины» (blueberries) — конкреции минерала гематита . Это открытие подтвердило наличие воды, но совсем иного типа, чем в кратере Гейл.
Сравнение условий:
- Opportunity: Исследовал породы, которые примерно на 300–400 миллионов лет моложе тех, что изучал Curiosity . Вода в этот период была чрезвычайно кислой (аналог кислотных стоков шахт или вулканических источников на Земле) .
- Curiosity: Изучал более древние слои с нейтральным pH, которые были гораздо более пригодны для жизни в привычном нам понимании .
Этот переход от нейтральной среды к агрессивно-кислотной и последующему высыханию Лакдавалла называет «смертью планеты через изменение климата» . Основной виновник — остановка магнитного динамо, после чего солнечный ветер начал буквально «сдирать» атмосферу в космос. Этот процесс сейчас изучает орбитальный аппарат MAVEN .
🚀 Будущее исследований: возврат образцов 20:23
В 2020 году запланированы две важные миссии (на момент записи интервью): марсоходы от NASA (Perseverance) и ESA (ExoMars). Они используют разные стратегии:
- ExoMars (ЕКА): Будет оснащён буром, способным проникать на глубину до 2 метров . Это позволит изучить породы, не повреждённые радиацией, в поисках сохранившейся органики.
- Mars 2020 (NASA): Его главная задача — сбор и герметизация кернов (образцов) в специальный кэш . Эти образцы будут оставлены на поверхности для последующей миссии по доставке их на Землю (Mars Sample Return).
Лакдавалла поясняет, что возврат образцов необходим, так как только земные лаборатории обладают достаточной мощностью для точной датировки пород (аргон-аргоновый и свинцово-аргоновый методы) . Это позволит построить абсолютную хронологию истории Марса, привязав её к истории Земли и Луны. Приоритетным местом сбора станет кратер Езеро (Jezero Crater) с его древней дельтой реки .
🌫️ Венера, Ио и китайская лунная программа 26:30
Помимо Марса, Эмили Лакдавалла выделила ещё три объекта, представляющих огромный интерес для геолога:
- Венера: Планета размером с Землю, но с совершенно иной историей. Лакдавалла отмечает гипотезу о глобальном обновлении поверхности (resurfacing) каждые 300–500 млн лет, когда вся кора заливается лавой . Она мечтает о миссии с аэростатом, который мог бы летать в слоях атмосферы с комфортной температурой и давлением, проводя съёмку поверхности из-под облачного слоя .
- Ио: Спутник Юпитера, который эксперт называет «планетоподобным объектом» (он больше Плутона и Луны) . Ио — самое вулканически активное тело в системе (около 30 постоянно действующих вулканов). По мнению Лакдаваллы, изучение Ио помогает понять, какой была Земля на самых ранних этапах формирования, когда она была глобально расплавлена .
- Chang'e 4 (Китай): Первая миссия, приземлившаяся на обратной стороне Луны в бассейне Южный полюс — Эйткен . Этот бассейн настолько глубок, что удар, вероятно, обнажил лунную мантию. Также Лакдавалла прокомментировала эксперимент с проращиванием семян хлопка на борту: это была студенческая инициатива, и хотя хлопок взошёл, он погиб с наступлением первой же лунной ночи из-за отсутствия обогрева .
В завершение Лакдавалла подчеркнула важность международного сотрудничества. Она критикует риторику «космической гонки» с Китаем, указывая на то, что на китайских аппаратах стоят европейские приборы, а миссии разных стран (NASA, JAXA, ESA) постоянно обмениваются данными для достижения общих научных целей .
