Марс сформировался в главном астероидном поясе

Новая компьютерная симуляция зарождения и первых миллиардов лет существования Солнечной системы заставила учёных предположить, что Марс сформировался не в ближайших к Солнцу регионах вместе с другими планетами земной группы, а там, где сейчас находится пояс астероидов, и только потом переместился на свою современную орбиту.

Масса Марса составляет всего около девятой доли массы Земли. Скромные размеры Марса до сих пор объяснялись влиянием Юпитера: считалось, что в первый миллиард лет существования Солнечной системы планета-гигант двигалась по направлению к Солнцу до тех пор, пока не вошла в орбитальный резонанс с Сатурном и не заняла стабильную орбиту за поясом астероидов. В процессе движения к Солнцу гравитация Юпитера вытолкнула часть материи, и из неё сформировались Венера и Земля, а из того, что осталось — маленькие каменистые планеты Марс и Меркурий.

Эта модель предполагает, что все четыре каменистые планеты были сформированы из одного «куска глины», а следовательно, их химический и изотопный состав должен быть приблизительно одинаков. Однако анализ показывает, что на Марсе состав пород несколько иной, чем на Земле — в частности, совсем другой баланс изотопов кислорода-16, 17 и 18.

Планетологи Рамон Брассер (Ramon Brasser) из Токийского технологического института и геолог Стивет Мойжес (Stephen Mojzsis) из Университета Колорадо в Боулдере заново симулировали процессы, происходившие в первый миллиард лет после сжатия газопылевого облака, породившего нашу планетную систему. Большая часть симуляций, объясняющих, как появились современные планеты Солнечной системы, предполагает, что Марс сформировался неподалёку от земной орбиты или даже внутри неё, а затем вылетел наружу и занял свою современную орбиту. Но такой сценарий не объясняет различий в изотопном составе планет.

Один из сценариев, повторившийся только в 2% симуляций Брассера и Мойжеса, описывает зарождение Марса вдвое дальше от Солнца, чем от его сегодняшней орбиты — там, где сейчас находится пояс астероидов. Согласно этому сценарию, на современную орбиту Марс вышел благодаря гравитационному воздействию Юпитера, который на своём пути к Солнцу вытолкнул Марс ближе к звезде, одновременно оттянув на себя часть материи протопланеты и сделав Марс маленьким. Этот сценарий менее вероятен, чем формирование Марса вместе с другими планетами земной группы, но он реалистичен, утверждают учёные.

Если дело обстояло так, то в первые миллионы лет своего существования Марс получал меньше солнечного тепла, чем другие каменистые планеты. Это могло привести к тому, что жидкая вода на поверхности Красной планеты появилась гораздо позже, чем считалось ранее; даже с учётом согревающего эффекта метеоритных бомбардировок молодой Марс, родившийся далеко от Солнца, не мог быть таким же тёплым и влажным, как юная Земля. А значит, и шансов на то, что на Марсе когда-то была жизнь, становится меньше.

Исследование опубликовано в журналеEarth and Planetary Science Letters.