Ученые нашли на Красной планете следы сложной водной истории: открытие марсохода Perseverance

Когда марсоход NASA Perseverance достиг внутреннего края кратера Езеро в сентябре 2023 года, ученые ожидали найти осадочные породы древнего озера. Вместо этого они обнаружили магматические породы, которые сохранили запись как минимум трех отдельных эпизодов взаимодействия с водой.

Неожиданная находка на месте древнего берега

Геологическая зона, названная «Маржинальная единица», простирается вдоль береговой линии древнего марсианского озера. Орбитальные аппараты зафиксировали здесь сильные сигналы карбонатных минералов. На Земле карбонаты часто образуются в мелководных океанах и озерах, способных поддерживать жизнь. Поэтому ученые ожидали найти осадочные породы, которые хорошо сохраняют следы прошлой микробной жизни.

Однако марсоход обнаружил магматические породы. Они могут формироваться глубоко под землей из магмы или при вулканической активности на поверхности. Магматические породы отлично сохраняют информацию, особенно потому, что минеральные кристаллы в них фиксируют точное время образования. В данном случае они сохранили удивительно сложную запись водной активности на раннем Марсе.

Инструмент, который сделал открытие

Ключевую роль сыграл прибор SuperCam, установленный на мачте марсохода. Он определяет минералогию геологических объектов на основе отражаемого света. Когда научная команда замечает интересный камень, она может отправить команды для запуска лазера на расстоянии до 6,5 метра. Спектр полученной плазмы раскрывает химический состав цели. Таким образом Perseverance проанализировала более 185 мишеней коренных пород по всему блоку.

Три эпизода взаимодействия с водой

Породы Маржинальной единицы показали признаки взаимодействия с водой как минимум трижды. Каждое столкновение еще больше меняло их химию и внешний вид.

Первый эпизод. Подземные воды, богатые углекислым газом, вступили в реакцию с оливином. В результате образовались карбонатные гребни, проходящие через трещины в коренной породе на малых высотах. Сегодня эти трещины, заполненные карбонатами, остаются стоять, пока более мягкая порода вокруг них стирается.

Второй эпизод. Вода, возможно, была связана с озером, которое когда-то существовало в кратере. Некоторые породы Маржинальной единицы содержат кремнезем. Превращение оливина в карбонат может оставлять кремнезем, и ученые видят больше этого минерала в породах, расположенных ниже уровня воды.

Третий эпизод. Последним стало водное событие, которое породило минеральные жилы в восточной части Маржинальной единицы толщиной около 25 сантиметров. Образовались минералы, такие как сульфат кальция и флюорит. Обнаружение флюорита — важная подсказка, поскольку он обычно образуется, когда горячая вода циркулирует в вулканических породах. Это показывает, что в этой области позднее произошло событие с нагретой подземной водой.

Медленное охлаждение под землей

Perseverance исследовал Маржинальную единицу на высоте около 265 метров. На больших высотах он находил крупнозернистые и кристаллические породы — отличительные черты минерала оливина — почти без признаков того, что вода когда-либо с ним касалась. Оливиновая единица этой области образовалась в магме глубоко под землей. Она охлаждалась достаточно медленно, чтобы зерна выросли большими. На поверхность эта порода попала только после эрозии земли над ней. Ниже в «единице», на дне озера, порода выглядит трансформированной: зерна оливина были раздроблены, а между ними появился кремнезем.

Почему это важно для поиска жизни

Карбонатные и кремнеземные минералы являются важными ориентирами в поиске древней жизни. Когда вода взаимодействует с оливином на Земле, реакция может высвобождать водород, который может быть пищей для некоторых микробов. Она также оставляет карбонат и кремнезем — два минерала, которые фиксируют следы прошлого присутствия этих микробов.

Что это меняет в понимании истории Марса

До прибытия к Маржинальной единице основная гипотеза, выведенная на основе орбитальных наблюдений, заключалась в том, что карбонат образовался в результате взаимодействия с озером, существовавшим в кратере Езеро. Теперь ученые знают, что это место стало своего рода перекрестком для водных систем. Результаты важны потому, что кратер Езеро расположен внутри одного из крупнейших уровней воздействия карбоната на Марсе. То, что ученые узнают здесь, выходит далеко за пределы этого кратера.

Результаты исследования опубликованы в Communications Earth & Environment.