Ankstesni tyrimai parodė, kad didžiausias šiaurinis Marso baseinas, Utopia Planitia, kadaise buvo didelio vandens telkinio vieta, tačiau detalės apie tai, kada šis vandens telkinys galėjo egzistuoti, dar nėra išaiškintos. Tyrėjai dabar regione nustatė mineralų žiedą, kuris padėjo jiems sudaryti ten vykusių įvykių laiko juostą. Naujame tyrime, paskelbtame „Nature Communications“, pateikiama išsami informacija apie vandenyno laiko juostą ir ką ji sako apie gyvybę Marse.
Siūlomi Mn (hidroksi)oksidų susidarymo ir pasiskirstymo Utopia Planitia scenarijai. Šaltinis: „Nature Communications“ (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72858-y
Mangano oksidai ir hidroksidai kaip praeities vandenynų požymiai
Mangano oksidai ir hidroksidai (bendrai vadinami mangano (hidr)oksidais) gali būti geologiniai praeities vandenynų pakaitalai, ypač aplink senovės vandens ir oro ribas. Mangano mineralai lengvai reaguoja su deguonimi. Anoksiniame (deguonies stokojančiame) vandenyje manganas išlieka ištirpusioje, tirpioje formoje. Kita vertus, kai atsiranda deguonies – fotosintezės arba atmosferos kaupimosi metu – manganas oksiduojamas į netirpius kietus oksidus, kurie gali tapti vandens aktyvumo požymiais.
Mangano (hidroksi)oksidai gali sudaryti vadinamuosius „baseino žiedus“, kaupdamiesi vandenyje ištirpusio mangano ir ore esančio deguonies sankirtoje, sudarydami savotišką dėmę palei perimetrą, panašią į tai, ką galite pamatyti, jei ilgą laiką paliksite nešvarų vandenį vonioje ir po to leisite jam nutekėti. Tačiau geologijoje vonios žiedai suteikia galimybę pamatyti senovės pakrantes. Jos buvo aptiktos įvairiuose Žemės regionuose, o tai rodo, kad praeityje buvo seklių ežerų ir pakrančių regionų.
Chronologijos sudarymas iš Marso „baseino žiedo“
Marse mangano (hidr)oksidai sudaro atskirą „baseino žiedą“ tam tikruose aukščiuose Utopijos planetoje. Naujajame tyrime dalyvavusi komanda analizavo trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių (short-wave infrared, SWIR) duomenis, gautus iš Kinijos marsaeigio „Zhurong“, ESA orbitinio zondo „OMEGA“ ir NASA orbitinio zondo CRISM, siekdama nustatyti ir kiekybiškai įvertinti mangano (hidro)oksidus. Jie sukūrė gilaus mokymosi modelį, vadinamą „Spectral Contrastive-Aware Network“ (SCANet), skirtą mangano (hidr)oksidų diagnostinėms savybėms užfiksuoti. Tada jie naudojo šį modelį, kad išanalizuotų 5781762 Marso SWIR spektrus.
Analizė parodė, kad mangano (hidr)oksidų koncentracijos didėjo kylant aukštyn – nuo 2,7 % masės iki 7,4 % masės maždaug 10 metrų atstumu. Virš šio aukščio jos mažėjo. Komanda teigia, kad žiedo išsidėstymas rodo, jog žiedas susiformavo Hesperio epochoje – geologiniame Marso laikotarpyje, kuris įvyko maždaug prieš 3,7–3,0 milijardo metų. Hesperio epocha žymėjo perėjimą iš šiltesnio, drėgnesnio ir vulkaniškai aktyvesnio Marso pasaulio į šaltą, sausą ir dulkėtą planetą.
Tyrimo autoriai rašo: „Apskritai MnOx erdvinis ir laikinis pasiskirstymas yra patikimas rodiklis, rodantis kritinius paviršinių vandeninių aplinkų evoliucijos pokyčius Marse laikui bėgant. Tai rodo, kad Hesperio–Amazonijos perėjimas (prieš maždaug 3,0 milijardus metų) greičiausiai sutrikdė gyvenamą paviršinių vandenų aplinką dėl padidėjusio vulkaninio aktyvumo Utopijoje, žymėdamas kritinį Marso geologinės istorijos tašką, kai žymiai sumažėjo tolesnės prebiotinės evoliucijos paviršiuje potencialas.“
Komanda teigia, kad laikui bėgant vandenynas išdžiūvo, ir tai matyti iš mangano (hidr)oksidų nuosėdų koncentracijos regresijos palei pakrantes. Galiausiai jie apskaičiavo, kad vandenynas išsilaikė apie 0,8–1,5 milijono metų.
„Tai leidžia manyti, kad Utopia Planitia stabilios vandens sąlygos egzistavo 0,8–1,5 milijono metų. Šis laikotarpis gerokai viršija tai, kas paprastai tikimasi trumpalaikiam paviršinio vandens aktyvumui Marse, o tai rodo, kad Utopia Planitia Hesperio epochoje buvo ilgai gyvenusi ir besivystanti vandens sistema, o ne trumpalaikis ar greitai garuojantis vandens telkinys“, – rašo tyrimo autoriai.
Gyvybės potencialas praeityje ir ateityje
Tyrėjai teigia, kad nors tai nesuteikia tiesioginių ankstyvosios gyvybės įrodymų, tai rodo, kad Marsas galėjo sudaryti palankią aplinką ankstyvosioms gyvybės formoms atsirasti. Vandenyno laiko juosta atitinka minimalų prebiotinei chemijai reikalingą laiko tarpą ir laiko atžvilgiu sutampa su laikotarpiu Žemėje, kai, mokslininkų manymu, atsirado ankstyviausios gyvybės formos – maždaug prieš 3,4 milijardo metų.
Tyrimo autoriai taip pat pažymi, kad gyvybės sąlygos Marse galėjo tęstis ir kitame Amazonės periode. Jie rašo: „Jei MnOx susidarė arba persiskirstė Amazonės periodu, tai reikštų, kad Marse epizodinė arba lokalizuota skysto vandens aplinka galėjo išlikti gerokai vėliau, nei tradiciškai manoma.“
Įdomu tai, kad autoriai taip pat užsimena apie galimą žmonių gyvenimą Marse ateityje. Jie teigia, kad deguonis gali būti gaminamas naudojant mangano (hidr)oksidus vandens skaidymo reakcijoms, kurios fotokatalizės būdu generuoja deguonį, potencialiai palaikydamos žmonių veiklą ar net teraformavimą. Žinoma, tai būtų tolima ateitis.
Publication details
Bingxu Hou et al, Manganese (Hydr)oxides record the dynamic evolution of a million-year Hesperian Ocean in Utopia Planitia, Mars, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72858-y
Journal information:Nature Communications
6 stulbinančios kosmoso misijos, kurios bus paleistos po „Artemis II“
Mokslininkai po Marso paviršiumi aptiko paslėpto vandens, kuriame galėjo egzistuoti gyvybė
NASA tyrimas rodo, kad senovės gyvybė Marso lede galėjo išgyventi 50 milijonų metų