Марсоход Perseverance делает новые открытия в марсианском кратере Джезеро
Марсоход обнаружил, что дно кратера Джезеро состоит из вулканических пород, которые взаимодействовали с водой.
Ученые НАСА были очень удивлены, когда весной 2021 года марсоход Perseverance начал анализ пород на дне кратера Джезеро: они ожидали найти осадочную породу, потому что миллиарды лет назад в кратере было озеро.
Порода должна была образоваться, когда песок и грязь оседали в некогда водной среде. Вместо этого они обнаружили, что дно состоит из двух типов магматических пород: один образовался в результате вулканической активности на поверхности, а другой образовался из магмы глубоко под землей.
Магматические породы
Выводы описаны в четырех новых научных статьях (1, 2, 3, 4). В журнале Science одно из них предлагает обзор исследования дна кратера, проведенного Perseverance до того, как он прибыл в дельту древней реки Джезеро в апреле 2022 года.
Второе исследование в том же журнале подробно описывает отличительные породы, которые, по-видимому, образовались из толстого слоя магмы. Две другие статьи, опубликованные в журнале Science Advances, документируют уникальные способы, с помощью которых испаряющий камни лазер Perseverance и проникающий в землю радар установили, что изверженные породы покрывают дно кратера.
«Одна большая ценность собранных нами магматических пород заключается в том, что они расскажут нам о том, когда в Джезеро было озеро. Мы знаем, что они были там совсем недавно, когда образовались вулканические породы дна кратера», — сказал Кен Фарли, ученый проекта Perseverance и ведущий автор первой из новых научных статей.
«Это ответит на некоторые важные вопросы: когда климат Марса способствовал возникновению озер и рек на поверхности планеты, и когда он изменился на очень холодные и сухие условия, которые мы наблюдаем сегодня?»
Однако магматическая порода не идеальна для сохранения потенциальных признаков древней микроскопической жизни, которую ищет Perseverance, из-за того, как она формируется.
С другой стороны, определение возраста осадочной породы может быть сложной задачей, особенно если она содержит обломки горных пород, образовавшиеся в разное время до отложения горных пород. Однако осадочные породы часто образуются в водной среде, подходящей для жизни, и лучше сохраняют древние признаки жизни.
Вот почему богатая наносами дельта реки, которую Perseverance исследует с апреля 2022 года, так заманчива для ученых. Марсоход начал бурение и сбор образцов осадочных пород там, чтобы кампания по возврату образцов с Марса потенциально могла вернуть их на Землю, где их можно было бы изучить с помощью мощного лабораторного оборудования, слишком большого, чтобы доставить его на Марс.
Таинственные скалы, образованные магмой
Давняя загадка Марса раскрыта во второй статье, опубликованной в журнале Science. Много лет назад орбитальные аппараты Марса заметили горную породу, заполненную минералом оливином.
Это образование площадью примерно 70 000 квадратных километров, простирается от внутреннего края кратера Джезеро до окружающего региона.
Ученые предложили различные теории о том, почему оливина так много на такой большой площади поверхности.
К ним относятся удары метеоритов, извержения вулканов и осадочные процессы. Другая теория состоит в том, что оливин образовался глубоко под землей из медленно остывающей магмы — расплавленной породы — прежде чем со временем обнажиться в результате эрозии.
Ян Лю из Лаборатории реактивного движения НАСА ( JPL ) и его коллеги определили, что последнее объяснение является наиболее вероятным. Perseverance изучил камни, чтобы раскрыть их состав. Ученые, изучающие обнаженный участок, сосредоточились на большом размере зерен оливина, а также на химическом составе и текстуре породы.
Используя Планетарный инструмент для рентгеновской литохимии Perseverance, или PIXL , они определили размеры зерен оливина в области размером от 1 до 3 миллиметров — намного больше, чем можно было бы ожидать для оливина, который образовался в быстро остывающей лаве на поверхности планеты.
«Такой большой размер кристаллов и их однородный состав в определенной текстуре породы требуют очень медленного охлаждения», — сказал Лю. — Так что, скорее всего, эта магма в Джезеро не извергалась на поверхность».
Уникальные научные инструменты
Выводы на основе данных научных инструментов, которые помогли установить, что дно кратера покрыто магматическими породами, подробно описаны в двух статьях Science Advances. Инструменты включают в себя лазер SuperCam и георадар под названием RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment).
SuperCam оснащен лазером, испаряющим камни, который может поразить цель размером с кончик карандаша на расстоянии до 7 метров. Он анализирует полученный пар с помощью спектрометра видимого света для определения химического состава породы. За первые 10 месяцев пребывания Perseverance на Марсе SuperCam зафиксировал 1450 точек, помогая ученым прийти к заключению об изверженных породах на дне кратера.
Кроме того, SuperCam использовал ближний инфракрасный свет — это первый инструмент на Марсе с такой возможностью — для обнаружения измененных водой минералов в породах на дне кратера. Однако изменения не были распространены по всему дну кратера, согласно сочетанию лазерных и инфракрасных наблюдений.
«Данные SuperCam предполагают, что либо эти слои горных пород были изолированы от воды озера Джезеро, либо озеро существовало в течение ограниченного времени», — сказал Роджер Винс, главный исследователь SuperCam.
RIMFAX обнаружил еще кое-что новое. Хотя орбитальные аппараты Марса оснащены проникающими в землю радарами, ни один марсоход на поверхности Марса не имел их до Perseverance. Находясь на поверхности, RIMFAX может обеспечить беспрецедентную детализацию и исследовать дно кратера на глубине до 15 метров.
Его «радарограммы» высокого разрешения показывают слои горных пород, неожиданно наклоненные до 15 градусов под землей. Понимание того, как упорядочены эти слои горных пород, может помочь ученым построить график формирования кратера Джезеро.
Научная группа в восторге от того, что они уже нашли, но еще больше их волнуют находки, которые ждут их в будущем.