Марсоход НАСА Perseverance, который приземлился на Марсе почти два года назад, опубликовал сокровищницы данных, ключевых наблюдений и долгожданных геологических результатов из своих первых нескольких пробежек по марсианской поверхности.
Четыре статьи, опубликованные в четверг в журнале Science and Science Advances, сообщают о новых деталях геологической истории планеты, почерпнутых из кратера Джезеро на Марсе, места древнего метеоритного удара, где марсоход приземлился к северу от марсианского экватора. Планета когда-то была домом для обилия лавовых потоков и камней, которые при наличии воды могли поддерживать древнюю жизнь.
Гемп Серджио Чилл, заместитель научного сотрудника проекта марсохода Mars 2020 Perseverance, говорит, что, хотя одна марсианская область не обязательно отражает астробиологию всей планеты, открытия Perseverance предоставляют доказательства того, чтобы связать то, что ученые узнали там, с другими регионами. Новые находки также бросают вызов тому, что люди знают об обитаемой среде, потому что вполне возможно, что любая жизнь, возникшая из первичного бульона Марса, будет выглядеть совершенно иначе, чем все, с чем мы знакомы.
Вот пять твердых выводов из эскапад Perseverance, исследующих то, что раньше было древним марсианским озером, как подробно описано в этих статьях.
Поверхность Марса усыпана разнообразными породами.
Горные породы являются одними из лучших регистраторов климата и обитаемости, но ученые не были уверены, что на Марсе есть диапазон пород, которые существуют на Земле. «До посадки было много спекуляций о том, будут ли камни дна кратера осадочными», — говорит Синди Гроттер, который был соавтором статьи. «Как бы нам ни нравились осадочные породы за их астробиологический потенциал, мы действительно надеялись найти разнообразие».
И они нашли его раньше, чем позже: одно из самых захватывающих открытий Perseverance показало, что дно кратера Джезеро является домом для значительного количества магматических пород, камней, которые могут быть образованы только путем охлаждения и затвердевания расплавленной жидкой магмы. По сути, вулканическая активность, возможно, была более важным процессом в этой части Марса, чем ученые думали ранее.
Был ли Марс медленным кулером?
Одно исследование показало, что магматические породы, найденные Perseverance, состоят из крупнозернистого оливина, распространенного породообразующего минерала, который также распространен на Земле. Оливин является одним из первых минералов, которые кристаллизуются из магмы, но на нашей планете эти зерна меньше и более стеклянные, чем грубый марсианский материал. Исследователи утверждают, что это открытие могло означать, что Марс охлаждался довольно медленно, глубоко под землей.
Поскольку марсоход также обнаружил доказательства большого количества оливина на поверхности, его присутствие может сигнализировать о том, что минерал так же широко распространен в других регионах за пределами кратера Джезеро. В таком случае исследователи отмечают, что эта обогащенная оливином земля может быть объяснена потоками лавы на Марсе, которые толще, чем на Земле.
Марсианские камни имеют правильный материал для жизни.
Хотя НАСА еще предстоит обнаружить живые существа на Красной планете, исследователи нашли доказательства того, что планета, возможно, была более пригодной для жизни в конце ноаховского периода, примерно от 4,2 миллиарда до 3 миллионов лет. назад. Два из четырех исследований описывают, как магматические породы на Марсе были изменены водой. Но почему вода, протекающая через скалы, имеет большое значение?
На Земле, когда вода и некоторые магматические породы взаимодействуют друг с другом, реакция может дать множество питательных веществ, включая H2 или CH4, потенциальные источники энергии для жизни. Это создает разнообразный биом, утопию, созрелую для микробной жизни. Из-за экспедиции Персиверанса ученые обнаружили, что камни на дне кратера, по-видимому, содержат солевые минералы, такие как сульфат, перхлорат и карбонат, признаки того, что жидкая вода протекала через эти породы. Эти породы также содержат простые органические молекулы, которые могли бы помочь поддерживать обитаемую среду.
Хотя магматические породы, которые они нашли, были обнаружены в вулканически активной области - не в среде, которую люди сочли бы благоприятной для существования - в исследовании отмечается, что есть доказательства того, что камни испытывали воду в нескольких точках своей истории и, возможно, когда-то имели все ингредиенты для поддержания древней жизни. «Это действительно открывает там возможности с точки зрения видов обитаемой среды, которая когда-то существовала на Марсе», — говорит Синди Гроттер.
Добро пожаловать в подземные слои.
В то время как некоторые исследователи сосредоточились на самой верхней коре кратера, одна команда решила исследовать землю под марсоходом, используя инструмент под названием Radar Imager for Mars Subsurface Experiment (RIMFAX). В их статье рассказывается о первых восьми месяцах миссии, в течение которых RIMFAX сделал непрерывное радиолокационное изображение марсианских недр. Радар выявил новые свойства коренной породы на глубине около 50 футов под поверхностью Джезеро: внутренняя морфология кратера может быть классифицирована как магматическое наслоение, образованное магматическими породами, претерпевающими объемные химические изменения, или осадочное наслоение, грязь, обычно образующаяся в водных средах на Земле.
Согласно одному из исследований, наличие этих погребенных структур «совместимо с историей долгоживущей магматической активности и историей многочисленных водных эпизодов», эффективно поддерживая теорию о том, что вода когда-то свободно текла на Марсе.
Образцы Марса поступят уже в начале 2030-х годов.
Одним из наиболее важных аспектов миссии «Настойчивость» является ее способность возвращать образцы с Марса. Марсоход был построен для сбора около 35 образцов породы и почвы для транспортировки на Землю для детального лабораторного анализа. Это будет сложная, многолетняя миссия вполне вероятно, что ученые не получат образцы до начала 2030-х годов. Помимо возможности заглянуть в историю поверхности Марса, в одном исследовании отмечается, что возвращенные образцы также могут дать некоторое представление о роли, которую магнитное поле Марса сыграло в его эволюции.
На Земле наша геологическая история определяется датами и событиями в прошлом. Но поскольку временная шкала Марса учеными в значительной степени относительна и может быть оценена только в сравнении с возрастом пород с Луны, геологам может быть трудно использовать этот метод для датирования поверхности. «Мы можем посмотреть на поверхность Марса и сказать: ну, мы думаем, что эта вещь старше этой вещи», — говорит Синди Гроттер. «Но мы на самом деле не знаем, когда произошли эти события».
Но, проанализировав возвращенные образцы, ученые могут начать определять точные возрасты и даты и действительно революционизировать геологическую шкалу времени Марса, говорит Синди Гроттер. Но до этого еще многое предстоит сделать.
«Это был невероятный первый год миссии», — говорит она. «Это только начало для всех этих усилий, и [мы] надеемся, что все действительно взволнованы этим так, как мы».