Почему Марс красный?

Марс — одна из самых наблюдаемых планет Солнечной системы. Его легко узнать даже невооружённым глазом в хорошую погоду: среди звёзд он выделяется ярким красноватым оттенком. Недаром древние народы связывали эту планету с войной и кровью. Но почему он именно красный?

Главная причина цвета Марса — оксиды железа, то что в быту мы называем простым словом «ржавчина», поэтому с Земли Марс выглядит рыжевато-красным из-за окраски марсианской пыли, которая лежит на поверхности и поднимается ветрами в атмосферу. Поверхность планеты покрыта её тонким слоем, в котором содержится большое количество окисленного (Fe³⁺) железа. В отличие от Земли, где железо быстро уходит вглубь коры, на Марсе оно оказалось на поверхности и вступило в реакцию с кислородом и водой. Долгое время считалось, что за красный цвет отвечает гематит — безводный оксид железа с формулой Fe₂O₃.

Однако современные исследования показали, что гематит присутствует в пыли, но ключевую роль играет ферригидрит — водный оксид железа. Его химическая формула может варьироваться; одна из наиболее распространённых номинальных формул — 5Fe₂O₃ · 9H₂O. Этот минерал образуется только в водной среде, а значит Марс «заржавел» гораздо раньше, чем предполагалось, когда на его поверхности ещё были водоёмы.

Ферригидрит быстро формировался при выветривании базальтовых пород в водной среде. Со временем железосодержащие породы разрушались, превращаясь в пыль, которую ветры разносили по всей планете. В результате Марс приобрёл свой характерный цвет. Кроме ферригидрита, в окраске поверхности Марса участвуют и другие минералы железа. Гематит и маггемит — безводные оксиды железа, придающие буро-красный оттенок. Маггемит является магнитной разновидностью гематита (формула γ-Fe₂O₃). Гетит FeO(OH) и лимонит (FeO(OH)·Fe₂O₃·nH₂O) — гидроксиды железа, встречающиеся в меньших количествах. Сульфат железа, магнетит встречаются в ассоциации с другими минералами. Именно ферригидрит доминирует в марсианской пыли, что подтверждают лабораторные и спектральные данные, полученные с марсоходов и орбитальных аппаратов.

На Земле есть регионы, напоминающие Марс по ландшафту и условиям образования. Один из самых известных — пустыня Вади-Рам в Иордании, которая славится своими «внеземными» ландшафтами. Здесь снимали некоторые сцены фильмов о Марсе — «Красная планета», «Марсианин» и другие ленты. Территория состоит преимущественно из песчаника и гранита, возраст которых превышает 500 миллионов лет. Красный цвет песка и гор в Вади-Рам обусловлен, как и на Марсе, наличием оксида железа в составе пород. Изначально эта местность была покрыта древними морями, которые на протяжении миллионов лет откладывали слои песка и осадочных пород.

Открытие роли ферригидрита не только объясняет цвет Марса, но и проливает свет на его раннюю историю: планета была холодной и влажной, а затем стала сверхзасушливой. Это важно для поиска следов возможной древней жизни и понимания эволюции планет.

Красный цвет Марса обусловлен доминированием в его пыли ферригидрита — водного оксида железа, который образовался в присутствии воды в древнюю, холодную и влажную эпоху планеты. Это открытие пересматривает историю Марса: он «заржавел» раньше, чем считалось, и долгое время был покрыт водоёмами, что имеет ключевое значение для поисков следов жизни и понимания планетарной эволюции.

Важно: наряду с ферригидритом цвет формируют гематит, маггемит, гетит и другие оксиды железа, но именно ферригидрит, образующийся только в водной среде, оказался главным «красителем» марсианской пыли.