Марсоход Perseverance делает новые открытия в кратере Езеро на Марсе

Марсоход обнаружил, что дно кратера Езеро состоит из вулканических пород, которые взаимодействовали с водой.

Ученые были удивлены, когда весной 2021 года марсоход НАСА Perseverance начал исследовать породы на дне кратера Езеро. В кратере миллиарды лет назад было озеро, они ожидали найти осадочные породы, которые образовались, когда песок и грязь осели в некогда водной среде. Вместо этого они обнаружили, что дно кратера состоит из двух типов магматических пород - одна образовалась глубоко под землей из магмы, а другая - в результате вулканической деятельности на поверхности.

Результаты исследования описаны в четырех новых статьях, опубликованных в четверг, 25 августа. В одной из них, опубликованной в журнале Science, представлен обзор исследований, проведенных Perseverance на дне кратера до прибытия в дельту древней реки Езеро в апреле 2022 года; второе исследование в том же журнале описывает характерные породы, которые, по-видимому, образовались из толстого слоя магмы. В двух других работах, опубликованных в журнале Science Advances, подробно описаны уникальные способы, с помощью которых лазер, испаряющий породу, и находящийся на поверхности проникающий радар Perseverance установили, что дно кратера покрыто магматическими породами.

Камень веков

Игенистые породы - прекрасные хранители времени: Кристаллы в них записывают информацию о точном моменте их образования.

"Одна из главных ценностей собранных нами магматических пород заключается в том, что они расскажут нам о том, когда в Езеро появилось озеро. Мы знаем, что оно появилось там более недавно, чем сформировались магматические породы дна кратера", - сказал Кен Фарли из Калифорнийского технологического института, научный сотрудник проекта Perseverance и ведущий автор первой из новых статей в журнале Science. "Это позволит ответить на некоторые важные вопросы: Когда климат Марса был благоприятным для озер и рек на поверхности планеты, и когда он изменился на очень холодные и сухие условия, которые мы наблюдаем сегодня?".

Однако, в силу особенностей своего формирования, магматические породы не идеально подходят для сохранения потенциальных признаков древней микроскопической жизни, которые ищет Perseverance. Напротив, определение возраста осадочной породы может быть сложной задачей, особенно если она содержит фрагменты породы, которые образовались в разное время до того, как осадок был отложен. Но осадочные породы часто образуются в водной среде, пригодной для жизни, и лучше сохраняют древние признаки жизни.

Именно поэтому богатая осадочными породами речная дельта, которую Perseverance исследует с апреля 2022 года, так манит ученых. Марсоход начал бурение и сбор образцов керна осадочных пород, чтобы кампания Mars Sample Return могла в перспективе вернуть их на Землю для изучения с помощью мощного лабораторного оборудования, слишком большого для доставки на Марс.

Загадочные породы, образованные магмой

Вторая статья, опубликованная в журнале Science, раскрывает давнюю загадку Марса. Много лет назад марсианские орбитальные аппараты заметили скальное образование, заполненное минералом оливином. Это образование площадью примерно 70 000 квадратных километров простирается от внутреннего края кратера Езеро в окружающий регион.

Ученые выдвигают различные теории, почему оливина так много на такой большой площади поверхности, включая падение метеоритов, извержения вулканов и осадочные процессы. Согласно другой теории, оливин образовался глубоко под поверхностью из медленно остывающей магмы - расплавленной горной породы - и со временем был обнажен эрозией.

Янг Лю из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии и ее соавторы определили, что последнее объяснение наиболее вероятно. Изучая обнажившийся участок, ученые обратили внимание на крупный размер зерен оливина, а также на химический состав и текстуру породы.

Используя планетарный прибор Perseverance для рентгеновской литохимии, или PIXL, они определили, что размер зерен оливина в этом районе составляет от 1 до 3 миллиметров - гораздо 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 конкретной текстуре породы требуют очень медленного охлаждения среды", - сказал Лю. "Поэтому, скорее всего, эта магма в Езеро не извергалась на поверхности".

Уникальные научные инструменты

В двух статьях Science Advances подробно описаны результаты работы научных приборов, которые помогли установить, что дно кратера покрыто магматическими породами. Эти инструменты включают лазер SuperCam аппарата Perseverance и проникающий в грунт радар под названием RIMFAX (Radar Imager for Mars" Subsurface Experiment).

SuperCam оснащен испаряющим породу лазером, который может поразить цель размером с кончик карандаша на расстоянии до 7 метров. Он изучает образовавшийся пар с помощью спектрометра видимого света, чтобы определить химический состав породы. За первые 10 месяцев пребывания Perseverance на Марсе SuperCam зафиксировал 1 450 точек, что помогло ученым прийти к выводу о магматических породах на дне кратера.

Кроме того, SuperCam использовал ближний инфракрасный свет - это первый инструмент на Марсе с такой возможностью - чтобы обнаружить, что вода изменила минералы в породах дна кратера. Однако, согласно комбинации лазерных и инфракрасных наблюдений, эти изменения не были повсеместными по всему дну кратера.

"Данные SuperCam позволяют предположить, что либо эти слои пород были изолированы от воды озера Езеро, либо озеро существовало в течение ограниченного времени", - сказал Роджер Виенс, главный исследователь SuperCam из Университета Пердью и Национальной лаборатории Лос-Аламоса.

RIMFAX знаменует собой еще одно первое достижение: Марсианские орбитальные аппараты несут проникающие радары, но до "Настойчивости" на поверхности Марса не было ни одного космического аппарата. Находясь на поверхности, RIMFAX может обеспечить беспрецедентную детализацию и обследовать дно кратера глубиной до 15 метров.

Диаграммы его радара с высоким разрешением показывают слои породы, неожиданно наклоненные под землей на 15 градусов. Понимание того, как упорядочены эти слои породы, может помочь ученым построить временную шкалу формирования кратера Езеро.

"Будучи первым подобным прибором, работающим на поверхности Марса, RIMFAX продемонстрировал потенциальную ценность ареорадара RIMFAX как инструмента для исследования недр", - сказал Свейн-Эрик Хамран, главный исследователь RIMFAX из Университета Осло в Норвегии.

Научная группа в восторге от того, что им удалось найти на сегодняшний день, но еще больше они рады предстоящим научным исследованиям".

(Добавил: LifeMars)