Марс, некогда представлявшийся сухой и холодной пустыней, преподносит ученым все больше сюрпризов. И, порой, самое интересное скрывается не в глубинах марсианских каньонов, а прямо под колесами исследовательской техники. Недавняя находка марсохода Perseverance, на первый взгляд скромная, способна перевернуть наши представления о прошлом Красной планеты и, возможно, о перспективах обнаружения там следов жизни.
Что же привлекло внимание исследователей? На поверхности Марса были обнаружены странные, бледно окрашенные камни, выделяющиеся на фоне окружающего ландшафта. Анализ показал, что эти «марсианские беляши», как их можно условно назвать, богаты каолинитом — минералом, который на Земле формируется в условиях теплого и влажного климата.
Каолинит — это, по сути, глина, образующаяся при длительном воздействии воды на горные породы. Этот процесс вымывает из породы большинство элементов, оставляя лишь нерастворимые соединения алюминия и кремния. На Земле каолинит встречается в регионах с обильными осадками и теплым климатом, а также вблизи гидротермальных источников — местах, где горячая вода выходит на поверхность. И, что самое главное, эти условия благоприятны для развития многих форм жизни.
Обнаружение каолинита на Марсе указывает на то, что в прошлом Красная планета могла быть гораздо более гостеприимной, чем считалось ранее. Реки и озера, возможно, покрывали ее поверхность, а климат был достаточно теплым, чтобы поддерживать существование жидкой воды в течение длительного времени. Именно в таких условиях могла зародиться и развиваться жизнь.
Цветная базовая карта HiRISE, показывающая траверс ровера (серая линия) через сол 800 (май 2023 г.). На вставках показаны места расположения примеров светлоцветных плавающих пород в Три Форкс, Кноб Маунтин и Эхо Крик. Местоположения идентифицированных светло-тоновых пород обозначены вдоль траверса цветом/формой в соответствии с их размером. Объекты SuperCam (обведены красным) — это те, которые изучаются в данной работе. Желтая звезда — позиция ровера на сол 800. Панель B: цель Sol 72 Tselhgai (tsé łigai), наблюдаемая Mastcam-Z с фокусным расстоянием 110 мм в приблизительно естественном цвете (zcam08033). Панель C: часть западного обода кратера Ла-Оротава, наблюдаемая Mastcam-Z на Sol 385 при фокусном расстоянии 110 мм (zcam08413) в приблизительно естественном цвете. Панель D: Участок провала Дженкинса, наблюдаемый с помощью камеры Mastcam-Z в расширенном цвете при фокусном расстоянии 63 мм (zcam08715). Цитирование: Royer, C., Bedford, C.C., Johnson, J.R. et al. Intense alteration on early Mars revealed by high-aluminum rocks at Jezero crater. Commun Earth Environ 5, 671 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01837-2
Автор: Royer, C., Bedford, C.C., Johnson, J.R. et al.Источник: www.nature.com
Загадки марсианских «беляшей»
Однако, находка каолинита на Марсе ставит перед учеными и новые вопросы. Во-первых, пока не ясно, где именно образовались эти камни. Марсоход Perseverance обнаружил их в виде «плывунов» — отдельных обломков, не связанных с коренными породами. Возможно, они были вынесены на поверхность в результате древних геологических процессов или доставлены в кратер Джезеро (место работы Perseverance) из окрестностей.
Во-вторых, состав марсианских «беляшей» несколько отличается от земных аналогов. Помимо каолинита, в них обнаружена шпинель — минерал, который может образовываться как в магматических, так и в метаморфических условиях. Пока не ясно, как эти два минерала связаны между собой и какую роль шпинель сыграла в формировании «марсианских беляшей».
Изображения: Цветные изображения SuperCam RMI, демонстрирующие различные типы текстур. A. Изображение Ouzinkie с блестящим блеском (scam02691); B. Изображение Chignik с обилием темных зерен с тусклым блеском в бледной, светло-серой матрице (scam01681); C. Изображение Rainbow Curve с прерывистой и анастомозирующей тенденцией слоистых объектов (scam01777); D. Изображение острова Долгой с желтыми стрелками, указывающими на темно-зеленые зерна шпинели (~ 1 мм в диаметре) (scam01657); E. Изображение острова Унга, подчеркивающее стекловидную, брызгоподобную текстуру, перемежающуюся с крупными ямами до 4 см в диаметре (scam01676); F. Изображение Барьерного хребта, показывающее гладкую, афанитовую/очень мелкозернистую природу гладких мишеней, которые обычно содержат мелкие, сферические ямы, иногда заполненные темным материалом покрытия (scam02554). Диаграмма радужной оболочки: представление коэффициентов смешивания всех смоделированных мишеней, разделенных на минеральные семейства (цветовая схема). Каждый сектор соответствует растровой точке на мишени (номер растровой точки указан на внешнем краю сектора). Приведенные здесь пропорции не связаны линейно с обилием минералов, а скорее отражают относительный вес каждого минерального семейства в представлении спектра. Цитирование: Royer, C., Bedford, C.C., Johnson, J.R. et al. Intense alteration on early Mars revealed by high-aluminum rocks at Jezero crater. Commun Earth Environ 5, 671 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01837-2
Автор: Royer, C., Bedford, C.C., Johnson, J.R. et al.Источник: www.nature.com
Вода, вода, кругом вода?
Самое главное, что каолинит содержит в своей структуре значительное количество воды. Это открывает новые перспективы для понимания того, куда исчезла марсианская вода. Возможно, значительная ее часть до сих пор находится на планете, связанная в минералах, подобных каолиниту. Изучение этих минералов поможет ученым оценить общее количество воды, которое когда-либо существовало на Марсе, и понять, как она распределена по планете.
A Интенсивное водное изменение вулканического и/или вулканокластического протолита (например, поверхностное выщелачивание или подземное гидротермальное изменение) приводит к образованию богатых Al глинистых минералов (глин каолиновой группы). В случае поверхностного выщелачивания, приводящего к каолинитизации, (показано на рисунке B) горизонты Al-глин перекрывают горизонты Fe/Mg-глин на протяжении десятков вертикальных метров стратиграфии. Обратите внимание, что схема гидротермального изменения не показана в B), но возможности последующего нагрева/дегидратации такие же, как и для гидротермального каолинита; B. Последующие вулканические и/или ударные процессы изменили материал профиля глубокого выветривания в метаморфизованный Al-богатый материал, включая дегидратированный/дегидроксилированный каолинит и шпинель; C. Последующий перенос измененного материала в Езеро мог быть результатом либо речного врезания и переноса в Езеро, либо баллистического переноса в виде ударных эжектов. Цитирование: Royer, C., Bedford, C.C., Johnson, J.R. et al. Intense alteration on early Mars revealed by high-aluminum rocks at Jezero crater. Commun Earth Environ 5, 671 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01837-2
Автор: Royer, C., Bedford, C.C., Johnson, J.R. et al.Источник: www.nature.com
В поисках следов жизни
Находка каолинита — это еще один шаг на пути к пониманию того, была ли жизнь на Марсе в прошлом. Если на Красной планете когда-то существовали теплые и влажные условия, то вероятность зарождения там жизни значительно возрастает. Изучение марсианских «беляшей» может помочь ученым найти следы древних микроорганизмов, которые, возможно, оставили свой след в этих минералах.
Марсоход Perseverance продолжает свою работу в кратере Джезеро, и ученые надеются, что он сможет найти коренные залежи каолинита и других минералов, свидетельствующих о влажном прошлом Марса. Эти находки помогут не только разгадать загадку марсианской воды, но и, возможно, ответить на один из самых фундаментальных вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной? Возможно, ответ на этот вопрос скрывается в скромных «беляшах», найденных на поверхности Красной планеты.
