Ученые из NASA сделали неожиданное открытие: ядро Марса сформировалось всего за несколько миллионов лет — гораздо быстрее, чем у Земли, и, вероятно, обладает запахом тухлых яиц из-за высокого содержания серы. Исследование, проведенное в Космическом центре Джонсона, опубликовано в журнале Nature Communications и проливает свет на раннюю эволюцию Красной планеты и других небесных тел.

Как сформировалось ядро Марса?

Обычно планетарное ядро формируется за миллиарды лет: тяжелые элементы, такие как железо и никель, медленно оседают к центру под действием гравитации, пока недра остаются расплавленными благодаря радиоактивному распаду. Однако анализ марсианских метеоритов показал, что ядро Марса образовалось почти сразу после рождения Солнечной системы, примерно 4.5 миллиарда лет назад.

Команда под руководством Сэма Кроссли провела эксперименты, имитирующие условия раннего Марса:

  • Образцы пород, богатых серой, нагревались до 1020°C при давлениях, соответствующих мантии Марса (до 10 ГПа).
  • Расплавленные сульфиды железа и никеля быстро проникали через микротрещины в силикатных породах, достигая центра планеты.

Эти результаты подтвердились анализом метеоритов, таких как Чассини и Накла, где следы платиновых металлов (осмий, иридий) совпали с лабораторными данными. Это указывает на то, что сульфидные расплавы сыграли ключевую роль в ускоренном формировании ядра.

Почему ядро пахнет тухлыми яйцами?

Высокое содержание серы в ядре Марса, выявленное в ходе исследований, предполагает присутствие сероводорода (H₂S) — газа с характерным запахом тухлых яиц. Хотя ядро недоступно для прямого изучения, модели и метеоритные данные показывают:

  • Сера составляла до 15–20% массы ядра, в отличие от Земли, где ее меньше.
  • Сульфиды, такие как FeS и NiS, доминировали в процессе осаждения, создавая уникальный химический состав.

«Если бы мы могли ‘понюхать’ ядро Марса, оно бы пахло как тухлые яйца», — шутят ученые, подчеркивая высокую концентрацию серы.

Значение открытия

  1. Эволюция планет:
    • Быстрое формирование ядра объясняет, почему у Марса слабое магнитное поле: раннее остывание недр остановило динамо-эффект, в отличие от Земли.
    • Аналогичные процессы могли происходить на других телах, таких как Меркурий или крупные астероиды (Веста).
  2. Магнитные поля:
    • Понимание состава ядра поможет смоделировать древнее магнитное поле Марса, которое защищало атмосферу и, возможно, поддерживало жидкую воду.
  3. Поиск жизни:
    • Состав ядра влияет на геохимию мантии, определяя наличие летучих веществ (воды, углерода), необходимых для жизни.
    • Открытие поддерживает гипотезу о том, что Марс в прошлом мог быть обитаемым.
  4. Космохимия:
    • Сульфидные расплавы могли играть роль в формировании ядер других планет, включая экзопланеты, что уточняет модели их эволюции.

Как проводились исследования?

  • Метеориты: Анализ марсианских метеоритов, таких как шерготтиты, выявил аномалии в содержании платиноидов, указывающие на сульфидное разделение.
  • Лаборатория: В высокотемпературных печах и прессах ученые воссоздали условия мантии Марса, изучая, как сульфиды мигрируют через породы.
  • Моделирование: Компьютерные симуляции подтвердили, что сульфидные расплавы могли достичь ядра за 1–10 миллионов лет, в 100 раз быстрее, чем на Земле.

Что дальше?

Открытие ставит новые вопросы:

  • Как состав ядра повлиял на потерю атмосферы Марса?
  • Могут ли следы сероводорода в коре указывать на прошлую вулканическую активность?
  • Как использовать эти данные для миссий, таких как Mars Sample Return (2028–2031)?

Будущие исследования с использованием марсоходов (Perseverance) и анализа проб грунта помогут уточнить состав мантии и ядра. Кроме того, данные миссии InSight (2018–2022) о сейсмической активности Марса подтверждают меньший размер ядра (радиус ~1830 км) и его высокую плотность из-за серы.