Сейчас достаточно много говорят о том, что команда управления Персика или, если называть правильно, марсохода Perseverance, заявила об обнаружении признаков жизни на Марсе в далеком прошлом. Чтобы не обсуждать обсуждения, предлагаю вам краткий перевод статьи, на которую все ссылаются. А выводы делайте сами.
Я постарался максимально "адаптировать" статью для лучшего понимания, но, извините, также требовалась и точность. В статье ссылаются на рисунки и таблицы, но после пятого рисунка я больше ничего не нашел. Ссылка на оригинал статьи - в конце публикации.
Те, кто читает меня постоянно или следит за исследованиями Марса знает, что Трамп сильно урезал инвестиции в этот проект и я предсказывал, что появятся статьи об успехах миссии. Поэтому к этой статье я отношусь осторожно, хотя и полагаю, что какая-то жизнь на Марсе была/есть.
Итак, перевод:
Миссия марсохода NASA «Perseverance» на Марс в 2020 году является первой в серии миссий, направленных на доставку на Землю научно подобранного набора образцов марсианских горных пород, реголита и атмосферы для лабораторных исследований. Цели миссии — исследование места посадки в кратере Джезеро и его окрестностей, установление геологической истории и пригодности этого места для жизни, поиск признаков жизни в прошлом и подготовка запаса образцов для возможного возвращения на Землю. Марсоход «Perseverance» оснащён приборами, предназначенными для достижения этих целей, способными характеризовать горные породы, их субмиллиметровые текстурные характеристики и потенциальные органические и неорганические биосигнатуры, помещая эти объекты в контекст масштаба обнажения.
Марсоход исследовал три геологических рельефа в кратере Джезеро (рис. 1):
1.Дно кратера, которое включает потоки лавы и магматические кумуляты, которые подверглись водным изменениям в различных условиях;
2. Западный конус выноса, последовательность осадочных пород, полученных из основных и ультраосновных источников и отложенных в флювиально-дельтово-озерной обстановке;
3. Пограничный комплекс, слоисто-массивная последовательность пород с сильными орбитальными спектроскопическими признаками оливина и карбоната, которая выходит на поверхность между краем кратера и Западным конусом выноса.
Это исследование сосредоточено на наборе пород, выходящих на поверхность в долине Неретва, долине, прорезанной через край кратера Джезеро и Пограничный комплекс, который был питающим каналом для Западного конуса выноса (рис. 1).
Первоначально ровер исследовал ярко выраженный выход породы на северной окраине долины Неретва. Этот участок выхода получил неофициальное название «Светлый Ангел»/Bright Angel (рис. 1а). На снимках этого месторождения, полученных с помощью высокоточного научного эксперимента (HiRISE), вариации альбедо, по-видимому, указывали на слоистость в метровом масштабе. Впоследствии Perseverance исследовал пласты, выходящие на поверхность вдоль южной окраины долины Неретва, в районе, неофициально названном «Masonic Temple» (рис. 1а), где выходят на поверхность породы со схожими характеристиками.
Как описано ниже, выходы породы в этих районах имеют много общих характеристик и в совокупности называются формацией «Светлый Ангел». Подземные структуры, обнаруженные георадаром (GPR) Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment (RIMFAX; рис. 2), можно интерпретировать как указание на то, что формация Bright Angel залегает стратиграфически выше Margin Unit, но в настоящее время мы не можем исключить вероятность того, что формация Bright Angel представляет собой часть более древнего подразделения.
Формация «Светлый Ангел» состоит из блоков размером приблизительно один метр, образованных в результате трещиноватости и физического выветривания обнажившейся коренной породы (рис. 1b). На георадарных профилях RIMFAX слои, отражающие радиолокационные сигналы, демонстрируют диапазон видимых углов падения – от горизонтальных до примерно 30° на северном контакте с подразделением Margin (рис. 2). Если предположить, что наблюдаемая ориентация слоев сформировалась во время осадконакопления формации «Светлый Ангел», топографически наиболее высоко расположенные выходы вблизи контакта с подразделением Margin расположены стратиграфически ниже, чем выходы, расположенные дальше от контакта.
В целом, макроскопические текстуры пород в районе выхода на поверхность «Светлый Ангел»/Bright Angel разнообразны и сложны. Интервалы пород имеют выветренный и массивный вид (рис. 3a), демонстрируют крупные (сантиметровые) нодулярные особенности (рис. 3b), а также слоистость и пересечены светлыми эрозионно-устойчивыми и минерализованными трещинами и жилами (Рис. 2 и рис. 3a, b).
Первичные текстуры включают слоистые и бесструктурные интервалы с ограниченными признаками переноса и отложения течениями, такими как косая слоистость или плоскостная слоистость. По ту сторону долины Неретва, в районе Masonic Temple (Рис. 1a), выходы демонстрируют выветренный, массивный, слоистый и зернистый типы поверхности, такие как те, что наблюдаются в районе «Светлый Ангел» (рис. 4–6). Однако на территории Masonic Temple также присутствуют плохо отсортированные конгломераты, состоящие из округлых или угловатых обломков размером от миллиметра до сантиметра, погруженных в мелкозернистую матрицу, как это видно на объектах «Bass Camp» (рис. 7) и «Wallace Butte» (рис. 8a, b).
Петрографические соотношения
Несмотря на текстурное разнообразие пород формации «Светлый Ангел», все они содержат мелкозернистую компоненту, или фацию, занимающую большую часть объёма породы. Отдельные зёрна этой фации не видны на снимках WATSON (17,9–36,3 мкм на пиксель) или на снимках SHERLOC Autofocus and Context Imager (ACI) (10,1 мкм на пиксель) целевого объекта Cheyava Falls (рис. 3b, c), что указывает на наличие зёрен диаметром примерно ≤30–110 мкм, то есть мельче, чем крупный алеврит или очень мелкий песок. Разрешение изображения недостаточно для определения относительного содержания глины и алеврита; соответственно, мы классифицируем эту фацию как аргиллит. Конгломераты Masonic Temple содержат матрицу, сложенную тем же аргиллитом, а также многочисленные обломки размером от миллиметра до сантиметра, также сложенные аргиллитом (рис. 7 и 8a, b). Эти обломки образовались в результате отложения грязи, частичной консолидации, а затем эрозии и переноса в виде интракластов.
Грязевая фация имеет красный, рыжевато-коричневый или беловато-серый цвет в разных породах. Эти цветовые различия очевидны в спектрах отражения видимого света, полученных Mastcam-Z (рис. 9a, b и таблица 1) и SuperCam
(рис. 10 и таблица 1). Цели Masonic Temple характеризуются длинноволновыми спектральными особенностями, указывающими на высокое содержание трехвалентного железа. Этот ионы Fe3+ придают им интенсивную красную окраску. Цели в «Светлый Ангел» демонстрируют спектральные особенности, указывающие на меньшее содержание Fe3+, что приводит к окраске от желтовато-коричневого до беловато-серого цвета. Спектры поглощения в ближнем инфракрасном (БИК) диапазоне, полученные с помощью SuperCam (рис. 11a–c), характеризуются небольшой глубиной полос, приблизительно 1,92 мкм, что указывает на слабую гидратацию пород формации «Светлый Ангел», особенно по сравнению с осадочными породами Западного конуса выноса (рис. 11d и таблица 1). Другие спектральные характеристики в БИК-диапазоне также относительно слабы и не могут быть однозначно отнесены к конкретным минералам; однако, кандидатами на эти фазы являются филлосиликатные глины и опаловый кремнезем, что соответствует ожиданиям для аргиллита. Сульфат кальция со спектральными характеристиками, соответствующими бассаниту, CaSO4·0,5H2O, также идентифицирован в БИК-спектрах (рис. 11e,f).
Органическое вещество было обнаружено в аргиллитовых объектах района «Светлый Ангел» в точках Cheyava Falls, Walhalla Glades и Apollo Temple с помощью прибора SHERLOC на основе наличия полосы G приблизительно 1600 см−1 в спектрах Рамана (рис. 3d и методы). Полоса G наиболее интенсивна в Apollo Temple и менее интенсивна в Walhalla Glades и Cheyava Falls. Напротив, полоса G не была обнаружена в Masonic Temple в абразионной цели «Malgosa Crest». Спектры Рамана SuperCam, полученные из Apollo Temple, показывают сильную сигнатуру континуальной флуоресценции (рис. 12), согласующуюся с органическим веществом, но не являющуюся однозначно приписываемой ему; эта сигнатура слаба или отсутствует в Malgosa Crest.
Элементный анализ PIXL с помощью микрорентгеновской флуоресценции (XRF) показывает, что аргиллит формации «Светлый Ангел» богат SiO2, Al2O3 и FeO и беден MgO и MnO. На тройных диаграммах, используемых для определения минералогии (рис. 4a, b), аргиллит располагается в местах, соответствующих обильному содержанию кремнезема и алюмосиликатных глин. Анализ PIXL рентгеновских дифракционных свойств аргиллита в стертых участках (рис. 13a–d) показывает, что он содержит только случайно распределенные дифракционные пики низкой интенсивности без крупных доменов, которые демонстрируют когерентную монокристаллическую дифракцию. Эти свойства указывают на размеры кристаллических доменов на уровне или около предела обнаружения дифракции PIXL 40–60 мкм, что согласуется с оценками размера зерен на основе изображений. Нет никаких изменений в кристалличности или текстурных свойствах аргиллита в зависимости от стратиграфического положения или высоты (рис. 13a–d), и, следовательно, нет свидетельств контактной метаморфической перекристаллизации вблизи соседних геологических единиц.
Там, где была обнаружена дифракция и пики могли быть проиндексированы (таблица 2), гипс и ангидрит были идентифицированы в изолированных небольших доменах. Возможным объяснением высокой доли недифрагирующего сульфата Ca является то, что он представляет собой мелкозернистый бассанит, что согласуется со спектрами SuperCam (рис. 11e,f). Известно, что на Марсе бассанит образуется путем дегидратации гипса, причем осаждение гипса подразумевает низкую температуру и соленость жидкостей, осаждающих сульфат кальция.
Наконец, в Cheyava Falls и Steamboat Mountain были обнаружены зерна оливина и дисперсный и внутри зерновый карбонат Fe–Mg. В Cheyava Falls PIXL проанализировал зерно оливина диаметром приблизительно 0,5–1 мм в слое светлого сульфата кальция толщиной приблизительно сантиметр (рис. 3a, b). В Steamboat Mountain крупные и очень крупные зерна оливина и карбоната Fe–Mg размером с песок локально окружены сульфатом кальция и находятся в аргиллите (рис. 13a–h). Смешивание аргиллита, оливина, карбоната и сульфата кальция показано на рис. 4a, b. В местах контакта крупнокристаллических зёрен оливина и аргиллита (рис. 13b, f) нет никаких признаков перекристаллизации аргиллита в результате взаимодействия с этим магматическим минералом, что указывает на то, что оливин представляет собой обломочную фазу. В районе Steamboat Mountain SHERLOC исследовал участок, содержащий оливин, карбонат и сульфат кальция, а не аргиллит. Органическое вещество не было обнаружено, что указывает на то, что эти фазы не являются важными носителями органического вещества. Однако спектры комбинационного рассеяния SuperCam, полученные из аргиллита Steamboat Mountain, демонстрируют ту же континуальную флуоресценцию, что и в содержащем органическое вещество объекте Apollo Temple (рис. 12).
Источники сноса и условия осадконакопления
Наблюдения за районом обнажения «Светлый Ангел» согласуются с их интерпретацией как аргиллитов, отложившихся из суспензии в виде слоистых и массивных пластов. Систематика основных элементов и спектроскопические свойства указывают на то, что источник аргиллитов подвергся химическому выветриванию и окислению, что привело к обогащению Si, Al и Fe3+ и обеднению Mg и Mn18. Эти характеристики отличаются от характеристик, наблюдаемых в осадочных породах Western Fan, в которых практически отсутствует фракционирование Fe из Mg или Mn (рис. 16), что указывает на их образование в бескислородных условиях.
Мы также наблюдаем плохо сортированные, богатые грязью оливиносодержащие и карбонатосодержащие литологии (например, Steamboat Mountain). Эти более грубозернистые литологии, по-видимому, обеспечивали среду с более высокой проницаемостью, через которую могли мигрировать более поздние флюиды, осаждающие сульфат кальция. Учитывая богатую оливином и карбонатом природу Margin Unit, переработка зерен, полученных из Margin Unit, в формацию «Светлый Ангел»/Bright Angel кажется правдоподобной. По другую сторону долины Неретва, в Masonic Temple, плохо сортированная, грубозернистая конгломератовая природа некоторых выходов (рис. 7 и 8a, b), и мелкозернистая, богатая грязью природа других (рис. 6), указывают на значительные локальные или временные вариации скоростей течений. Соответственно, мы интерпретируем формацию Bright Angel как образованную в результате осадочных процессов, которые включали выветривание, эрозию, перенос и осаждение из воды путем выпадения осадков из взвеси и энергичных течений или обломочных потоков, образуя аргиллиты и более грубозернистую и конгломератовую литологии, соответственно.
Яркой особенностью, наблюдаемой в целевом объекте Cheyava Falls (и соответствующем образце керна Sapphire Canyon), являются отчетливые пятна (неофициально называемые «пятнами леопарда» научной группой Mars 2020), которые имеют округлые или зубчатые темные ободки и более светлые ядра (рис. 3a–c). Размер пятен варьируется от примерно 200 мкм до 1 мм в диаметре, а их ядра менее красные, чем окружающие их аргиллиты. Как и ранее описанные аутигенные конкреции, с которыми они встречаются совместно, пятна не сосредоточены в слоях или пластинках; вместе с их неправильной формой это указывает на то, что они не были отложены в виде зерен. Вместо этого, эти разноцветные образования, по-видимому, представляют собой фронты реакции in situ (на месте).
Анализы PIXL XRF краев пятен показывают, что они обогащены Fe, P и Zn относительно аргиллита, в котором они встречаются (рис. 5a, b); мы интерпретируем края как состоящие из тех же железо-фосфатных минералов, что и в аутигенных конкрециях. В ядрах фронта реакции была обнаружена фаза, обогащенная S-, Fe-, Ni- и Zn (рис. 5a, b). Мы также обнаруживаем медь в этой области в концентрации 419 ± 355 ppm.
Свойства рассеяния рентгеновских лучей указывают на то, что как эта область, так и ядра фронта реакции испытывают дефицит легких элементов относительно FeO и SO3 (рис. 24). На цветных снимках, подсвеченных светодиодами, область с высоким содержанием Fe–S в Apollo Temple содержит небольшие тусклые массы коричневого или черного цвета (рис. 25). В совокупности эти химические и цветовые свойства соответствуют железосульфидному минералу грейгиту (Fe3+2Fe2+S4; см. также рис. 26).
Исследование механизмов реакции
Химические и седиментологические данные указывают на то, что восстановленное железо и сера образовались, мобилизовались и выпали в осадок после осаждения тонкозернистого окисленного осадка, содержащего железо и фосфор. За исключением случаев обнаружения в аутигенных конкрециях и краях фронта реакции, фосфат не связан с минеральной фазой (например, нет никаких указаний на присутствие апатита или мерриллита; рис. 4c). Соответственно, мы предполагаем, что во время осаждения фосфат адсорбировался на зернах осадка, богатых Fe3+, Al и Si21.
Массы, обогащенные Fe-фосфатом, не ассоциируются с Al2O3 (Дополнительный рис. 21h), что в противном случае могло бы предполагать сосуществование минералов Al-фосфата, типичных для переноса Al3+ и Fe3+ в окислительных условиях с низким pH, таких как варисцит (AlPO4 · 2H2O) и штренгит (FePO4 · 2H2O)22,23 (рис. 4c).
Сначала мы мы рассматриваем нулевую гипотезу: в низкотемпературной осадочно-диагенетической обстановке, которую мы предлагаем для формации Bright Angel, абиотические реакции производят железо и восстановленную серу и концентрируют их в аутигенных конкрециях и реакционных фронтах. Нулевая гипотеза предсказывает, что абиотические реакции могут восстанавливать осадочное Fe3+ до водного Fe2+, которое затем включается в идентифицированные нами минералы Fe-фосфата и Fe-сульфида. Известно, что широкий спектр органических углеродных соединений способствует абиотическому восстановительному растворению минералов оксида железа при температурах от 10 °C до 80 °C . Необходим дальнейший анализ, чтобы определить, могут ли специфические органические соединения, присутствующие в формации Брайт-Энджел, способствовать восстановлению осадочного Fe3+, содержащегося в минералах, при низкой температуре. Другой возможный путь образования Fe2+ — абиотическое окисление пирита Fe3+ (водн.). Этот процесс требует как присутствия обломочного пирита, так и низкого pH раствора, что допускает наличие Fe3+ (водн.). Как обсуждалось ранее, ни одно из этих условий в формации «Светлый Ангел», по-видимому, не выполняется.
Учитывая потенциальные проблемы с нулевой гипотезой, мы рассматриваем здесь альтернативный биологический путь образования аутигенных конкреций и фронтов реакции. На Земле конкреции вивианита, как известно, образуются в пресной и морской воде как побочный продукт низкотемпературных микробно-опосредованных реакций восстановления железа. Минералы-сульфиды железа, такие как грейгит, пирит и макинавит, также могут образовываться в результате микробной сульфатредукции и наблюдались в тесной пространственной ассоциации с вивианитом. Минералы, подобные этим, образующиеся в результате метаболизма на основе Fe и S, являются одними из самых ранних химических свидетельств существования жизни на Земле и, как полагают, представляют собой потенциальные биосигнатуры при поиске жизни на Марсе. Тот факт, что фронты реакции, наблюдаемые в районе Cheyava Falls, определяются небольшими, пятнистыми, обесцвеченными зонами в общей красноцветной породе, содержащей оксид железа, позволяет сравнить их с земными «ореолами восстановления» в современных морских отложениях и «пятнами восстановления», которые представляют собой концентрически зональные образования, обнаруженные в породах докембрийского и более молодого возраста на Земле. Некоторые предполагают биологическое происхождение редукционных пятен, хотя эта точка зрения не является общепринятой.
Надеюсь, что хотя бы некоторым было интересно (не только мне).
С уважением,