Наиболее благоприятным местом для поддержания жизни на древнем Марсе была не его поверхность, а области на глубине нескольких километров. К такому выводу пришли ученые из Ратгерского университета США в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Также они смогли приблизиться к разгадке так называемого Парадокса слабого молодого Солнца. Ближайшая к нам звезда представляет собой гигантский термоядерный реактор, вырабатывающий энергию за счет превращения водорода в гелий. Однако мощность этого генератора не постоянна.
Известно, что порядка четырех млрд лет назад Солнце излучало энергии на 30% меньше и климат на планете Марс должен был быть еще холоднее, чем в нашу эпоху.
Однако в последние годы с помощью множества отправленных к планете миссий на Марсе обнаружено множество геологических признаков, в том числе русла рек и химические соединения, указывающих, что на Марсе 4,1-3,7 млрд лет назад (Нойский геологический период истории Марса ) жидкая вода присутствовала с изобилии.
Это несоответствие между геологическими данными и климатическими моделями носит название Парадокса слабого молодого Солнца.
«Если даже ввести в компьютерные симуляции марсианской атмосферы парниковые газы, такие как углекислый газ и водяной пар, климатические модели все равно не способны объяснить теплый в течение долгого времени и влажный Марс, — пояснил Луендра Оджа, автор публикации. — Я и мои соавторы предположили, что парадокс слабого молодого Солнца может быть разрешен, как минимум частично, если Марс в прошлом имел геотермальное тепло».
На твердых планетах земной группы — Марсе, Земле, Венере и Меркурии — выделяющие тепло элементы, такие как уран, торий, и калий, греются за счет радиоактивного распада. В этом случае жидкая вода может образовываться у нижней границы ледников даже в случае нехватки солнечного тепла. На Земле такие примеры известны — геотермальное тепло поддерживает подледниковые озера в западной Антарктиде, Гренландии и канадской Арктике.
Поэтому вполне возможно, что подобное таяние могло обеспечить присутствие жидкой воды на древнем Марсе.
Чтобы проверить гипотезу, ученые решили вычислить, хватало ли тепла недр Марса для поддержания жидкой воды 4 млрд лет назад.
Сосредоточившись на горных районах в южных областях планеты, где, как считается, существовали наиболее мощные ледники, ученые смоделировали их толщину, поведение и эволюцию на основе множества данных, в том числе полученных с помощью зонда Mars Odyssey orbiter, который изучает планету с 2001 года. На борту аппарата присутствует гамма-спектрометр, который позволил картировать распределение тория и калия в толще Марса.
Ученые подсчитали, что тепла, создававшегося этими изотопами в мантии и коре планеты, вполне хватало для расплавления нижних слоев ледников, что создавало пригодные для существования жизни условия, не зависящие от условий на поверхности планеты.
Даже если Марс был влажным 4 млрд лет назад, потеря магнитного поля, истончение атмосферы и последующее падение температуры могли не затронуть озера на глубине ледников.
«На такой глубине жизнь могла поддерживаться гидротермальной активностью и за счет реакции между камнями и водой, — пояснил Оджа. — Поэтому глубины могут представлять собой наиболее долгоживущие обитаемые условия на Марсе».
По его словам, полученные данные могут быть важны не только для понимания эволюции Марса. Тепло недр могло также играть важную роль в зарождении жизни на Земле миллиарды лет назад. Кроме того, за счет этих механизмов жизнь может существовать на далеких планетах, которые расположены слишком далеко от своих звезд, чтобы поддерживать на их поверхности жидкую воду.