Марсианские хроники Curiosity: гипс и нитраты

После полугодового обследования местности Puhrump Hills у подножия горы Шарпа, марсоход двинулся к горе, но прошел всего 30 метров. Небольшая смена локации привела к новым находкам, которые требуют нового этапа исследований.

Puhrump Hills это ложбина, образовавшаяся, судя по всему, под действием ветровой эрозии. На спутниковых снимках она выглядит как очень яркое пятно светлых горных пород очищенное от песка и пыли. Как оказалось, там целое геологическое разнообразие осадочных слоев, отличающихся своим составом. Пришлось заложить две скважины, чтобы лучше понять строение и происхождение пород.

Еще в Puhrump Hills при осмотре окрестностей, на панорамы Curiosity попадали толстые гипсовые жилы, которые пронизывают местные утесы. Но когда марсоход вышел в ложбину Artist`s Drive, там оказалось целое гипсовое царство. Точнее, мы пока не знаем, гипс ли это, но ранее такая белая порода оказывалась именно гидратированным сульфатом кальция.

Такая форма отложения называется в западной терминологии boxwork, а в отечественной геологии “ трещины усыхания заполненные породой”, в нашем случае гипсом.

Если не знать масштаба, можно подумать, что мы рассматриваем развалины какого–нибудь древнего ближневосточного или южноамериканского поселения. Но в данном случае габариты Garden City не превышают двух метров в длину.

Трещины усыхания, как ясно из термина, возникают при испарении воды из глиноподобной породы. Прямые линии и углы формируются в случае, если вода была насыщена солями с кристаллами кубической сингонии. К таковым относится, например, привычная для нас поваренная соль (но это вовсе не значит, что именно она найдена марсоходом).

Сейчас ученых больше интересует состав этой темной породы, гипсом они уже не так активно интересуются.

Кроме этого, Curiosity продолжает исследование внутренними приборами образца добытого еще в Puhrump Hills. Вначале марта, сразу после пробуренной скважины, в манипуляторе проскочило короткое замыкание и автоматика обесточила его. Марсоход простоял три дня без движения с воздетой рукой.

Мы уже стали прикидывать сможет ли он продолжать двигаться и работать, если рука навсегда останется в таком положении. Оказалось это вполне реально, но научный потенциал Curiosity резко упадет. Но NASA тоже без дела не сидело. Инженеры смогли определить где произошло замыкание — оказалось в вибромашине манипулятора. Вибрация используется марсоходом в двух случаях: при буровых работах, как в бытовом перфораторе, и при обработке набранных образцов. Лабораторные приборы Curiosity требуют частички грунта не более 0,15 мм, поэтому его приходится просеивать, и здесь тоже требуется вибрация. Но, в теории, можно обойтись и без нее, поэтому работоспособности марсохода ничего не угрожает. Тем более, разобравшись в причинах проблемы, водители Curiosity решили действовать самым простым способом — делать вид, что ничего не произошло и работать по прежней программе. Если замыкание повторится, тогда будут думать дальше.

Такая тактика сработала. Они успешно просеяли грунт, отправили образцы на исследование и сбросили отходы.

Тем временем предыдущие результаты исследований дали любопытный и обнадеживающий результат — в марсианском грунте нашли нитраты, т.е. соединения, в которых присутствует один атом азота. В быту “нитраты” чаще всего можно услышать в значении “химическое удобрение” или “пищевая добавка”. На Марсе нет ни целины, ни колбасы, поэтому происхождение нитратов должно иметь иную причину.

Оксиды азота впервые на Марсе выделили почти два года назад, при исследовании той самой скважины, где обнаружили органическое соединение хлорбензол. Но позже выяснили, что нитраты входят в состав практически всех исследованных типов грунта, только содержание колеблется от 0,1% до 1%. Это радует в том плане, что будущим поселенцам не придется завозить удобрения с собой, но проблема в том, что земледельческие культуры требуют содержания нитратов в пределах 0,01%.

Азот является четвертым по количеству элементом, из которого формируются живые организмы на Земле. Без него невозможно формирование белка, РНК и ДНК. Молекулярный газообразный азот N2, из которого по большей части (78%) состоит атмосфера Земли, практически ни с чем не реагирует. В том же виде азот обнаружен и в атмосфере Марса, хотя и в существенно меньшем количестве (2%). Несмотря на то, что у всех земных живых существ существует потребность в этом элементе, механизмы для усвоения азота из атмосферы развили лишь несколько групп примитивных микроорганизмов, в том числе хемолитотрофные цианобактерии. Трудность вовлечения азота в окислительно–восстановительные реакции заключается в прочной тройной связи между атомами, на разрыв которой нужно затратить много энергии. Окисление азота происходит при высоких температурах и давлении, например при грозовых разрядах или метеоритных ударах.

Дополнительным интригующим фактором является факт, что различные группы микроорганизмов, в том числе хемолитотрофы и цианобактерии уже упоминались в других исследованиях, в контексте возможных косвенных признаков прошлой марсианской жизни. Впрочем, результаты падений метеоритов на Марсе представлены куда нагляднее чем гипотетические признаки жизнедеятельности примитивных одноклеточных марсиан, поэтому окончательный ответ снова откладывается.