В новом исследовании, итоги которого опубликованы в журнале Science Advances, авторы раскрыли новые подробности геологической истории марсианского кратера Езеро, где приземлился марсоход NASA Perseverance. Их выводы свидетельствуют о том, что дно кратера состоит из разнообразных богатых железом вулканических пород. Это позволяет заглянуть в далекое прошлое планеты и дает надежду на обнаружение признаков древней жизни.
Perseverance («Упорство»), самый продвинутый роботизированный исследователь NASA, приземлился в кратере Езеро 18 февраля 2021 года в рамках миссии «Марс-2020», направленной на поиск признаков древней микробной жизни на Красной планете. Марсоход собирает образцы породы и реголита (разрушенной породы и почвы) для возможного анализа в будущем на Земле.
Не дожидаясь отправки образцов на Землю, ученые используют высокотехнологичное аналитическое оборудование марсохода для анализа марсианских пород, чтобы определить их химический состав и обнаружить соединения, которые могут быть признаками исчезнувшей жизни. У марсохода также есть система камер высокого разрешения, которая позволяет получать подробные изображения текстуры и структуры горных пород. По сравнению с предыдущими марсоходами оборудование Perseverance в плане разрешения выше на голову.
Исследователи не просто просматривают снимки — они получают подробные физико-химические данные, точный минеральный состав и даже микроскопические текстуры. Perseverance — настоящая передвижная лаборатория на другой планете.
Авторы проанализировали скальные образования внутри кратера, чтобы лучше понять вулканическую и гидрологическую историю Марса. Команда использовала усовершенствованный спектрометр Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL) для анализа химического состава и структуры горных пород в формации Мааз, ключевой геологической области внутри кратера Езеро.
Каждый марсоход, который когда-либо отправлялся на Марс, был технологическим чудом, но впервые ученые смогли проанализировать камни с таким высоким разрешением с помощью рентгеновской флуоресценции.
О чем рассказали камни
Анализ выявил два типа вулканических пород. Первый тип, темный и богатый железом и магнием, содержит комплексные минералы, такие, как пироксены (в них входят Mg, Fe и Si, пример — энстатит (Mg,Fe)2Si2O6) и плагиоклазовый полевой шпат (комплекс щелочного или щелочноземельного металла и алюмосиликата типа K(AlSi3O8), а также следы измененного оливина (Mg,Fe)2[SiO4]. Второй тип, более светлая порода, не содержащая магний и железо и классифицируемая как трахиандезит, включает кристаллы плагиоклаза в богатой калием основной массе. Эти результаты указывают на сложную вулканическую историю, включающую несколько потоков лавы с разным составом.
Чтобы определить, как образовались эти породы, исследователи провели термодинамическое моделирование — метод, имитирующий условия, при которых затвердевали расплавленные минералы. Результаты показывают, что уникальный состав возник в результате фракционной кристаллизации — процесса, при котором различные минералы отделяются от расплавленной породы по мере ее остывания. Ученые также обнаружили признаки того, что лава могла смешиваться с богатым железом материалом из марсианской коры, что еще больше изменило состав пород.
Процессы, которые ученые наблюдают на Марсе, — фракционная кристаллизация и ассимиляция в земной коре — происходят в активных вулканических системах и на Земле. Это говорит о том, что в этой части Марса, возможно, была продолжительная вулканическая активность, которая, в свою очередь, могла служить постоянным источником синтеза соединений, которые могут использоваться примитивными организмами для выработки жизненной энергии.
Это открытие имеет решающее значение для понимания потенциальной пригодности Марса для жизни. Если на Марсе в течение длительного периода существовали активные вулканические системы, то в течение значительной части ранней истории Марса на нем могла сохраняться как минимум одноклеточная жизнь.
После доставки пород на Землю образцы можно будет проанализировать с помощью более точных лабораторных инструментов. Миссия по возвращению образцов с Марса, осуществляемая совместно NASA и Европейским космическим агентством, предполагает сделать это в течение ближайшего десятилетия.
