Исследование раскрывает историю вулканов и ключи к разгадке древней жизни на Марсе

В исследовании, соавтором которого является учёный из Техасского университета A&M, учёные раскрыли новые подробности геологической истории марсианского кратера Езеро, где приземлился марсоход NASA Perseverance. Их выводы свидетельствуют о том, что дно кратера состоит из разнообразных богатых железом вулканических пород, что позволяет заглянуть в далёкое прошлое планеты и даёт надежду на обнаружение признаков древней жизни.

Учёный-исследователь доктор Майкл Тайс, изучающий геобиологию и осадочную геологию в Техасском колледже искусств и наук A&M, входит в международную команду, изучающую поверхность Марса.

«Анализируя эти разнообразные вулканические породы, мы получили ценные сведения о процессах, сформировавших этот регион Марса, — сказал Тайс. — Это расширяет наше понимание геологической истории планеты и её способности поддерживать жизнь».

Раскрытие секретов Марса

18 февраля 2021 года «Perseverance», самый продвинутый роботизированный исследователь НАСА, приземлился в кратере Езеро в рамках миссии «Марс-2020», направленной на поиск признаков древней микробной жизни на Красной планете. Марсоход собирает образцы марсианской породы и реголита (разрушенной породы и почвы) для возможного анализа в будущем на Земле.

Тем временем такие учёные, как Тайс, используют высокотехнологичные инструменты марсохода для анализа марсианских пород, чтобы определить их химический состав и обнаружить соединения, которые могут быть признаками прошлой жизни. У марсохода также есть система камер высокого разрешения, которая позволяет получать подробные изображения текстуры и структуры горных пород. Но Тайс сказал, что эта технология настолько продвинутая по сравнению с предыдущими марсоходами НАСА, что они собирают новую информацию на беспрецедентном уровне.

«Мы не просто смотрим на снимки — мы получаем подробные химические данные, минеральный состав и даже микроскопические текстуры, — сказал Тайс. — Это как передвижная лаборатория на другой планете».

Тайс и его соавторы проанализировали скальные образования внутри кратера, чтобы лучше понять вулканическую и гидрологическую историю Марса. Команда использовала усовершенствованный спектрометр Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL) для анализа химического состава и структуры горных пород в формации Мааз, ключевой геологической области внутри кратера Езеро. Возможности PIXL по изучению рентгеновских снимков высокого разрешения позволяют беспрецедентно детально изучать элементы в горных породах.

Тайс отметил важность этой технологии для революционных изменений в исследовании Марса. «Каждый марсоход, который когда-либо отправлялся на Марс, был технологическим чудом, но впервые мы смогли проанализировать камни с таким высоким разрешением с помощью рентгеновской флуоресценции. Это полностью изменило наше представление об истории камней на Марсе», — сказал он.

Что показывают камни

Анализ, проведённый командой, выявил два различных типа вулканических пород. Первый тип, тёмный и богатый железом и магнием, содержит сросшиеся минералы, такие как пироксен и плагиоклазовый полевой шпат, а также следы изменённого оливина. Второй тип, более светлая порода, классифицируемая как трахиандезит, включает кристаллы плагиоклаза в богатой калием основной массе. Эти результаты указывают на сложную вулканическую историю, включающую несколько потоков лавы с разным составом.

Чтобы определить, как образовались эти породы, исследователи провели термодинамическое моделирование — метод, имитирующий условия, при которых минералы затвердевали. Их результаты показывают, что уникальный состав возник в результате фракционной кристаллизации высокой степени — процесса, при котором различные минералы отделяются от расплавленной породы по мере её остывания. Они также обнаружили признаки того, что лава могла смешиваться с богатым железом материалом из марсианской коры, что ещё больше изменило состав пород.

«Процессы, которые мы наблюдаем здесь, — фракционная кристаллизация и ассимиляция в земной коре — происходят в активных вулканических системах на Земле, — сказал Тайс. — Это говорит о том, что в этой части Марса, возможно, была продолжительная вулканическая активность, которая, в свою очередь, могла служить постоянным источником различных соединений, используемых в жизни».

Это открытие имеет решающее значение для понимания потенциальной пригодности Марса для жизни. Если бы на Марсе в течение длительного периода существовала активная вулканическая система, то в течение значительной части ранней истории Марса на нём могли сохраняться условия, пригодные для жизни.

"Мы тщательно отобрали эти породы, потому что они содержат подсказки о прошлом окружении Марса", - сказал Тайс. "Когда мы доставим их обратно на Землю и сможем проанализировать с помощью лабораторных инструментов, мы сможем задать гораздо более подробные вопросы об их истории и потенциальных биологических признаках".

Миссия по возвращению образцов с Марса, осуществляемая совместно НАСА и Европейским космическим агентством, направлена на то, чтобы вернуть образцы в течение следующего десятилетия. На Земле учёные получат доступ к более совершенным лабораторным методам для их более детального анализа.

Тайс сказал, что, учитывая поразительный уровень технологий на «Perseverance», впереди нас ждут новые открытия. «Самая захватывающая работа ещё впереди. Это исследование — только начало. Мы видим то, чего никогда не ожидали, и я думаю, что в ближайшие несколько лет мы сможем углубить наше понимание геологической истории Марса так, как мы и представить себе не могли».

Источник: Science Advances, Техасский университет A & M

На изображении:

Мозаика из двух изображений, на которых показана манипуляторная рука марсохода после сканирования и взятия пробы одного из камней, описанных в статье. Сам камень находится в правом нижнем углу, и на нём хорошо видно отверстие, в котором был взят образец. Научная группа Perseverance дала камню неофициальное название «Ракетка».

Источник: NASA/JPL-Caltech/ASU