Марсоход Perseverance раскрыл сложную историю воды в кратере Езеро: три эпохи преобразования пород
Ровер NASA обнаружил в кратере Езеро не озёрные отложения, а древние магматические породы, которые взаимодействовали с водой как минимум три раза. Каждый эпизод оставил свой отпечаток в химическом составе и структуре камней.
Когда марсоход Perseverance прибыл на внутренний край кратера Езеро в сентябре 2023 года, учёные ожидали найти осадочные породы вдоль древнего берега марсианского озера. Такие породы формируются слоями материала, накапливающимися на протяжении длительных периодов. Кроме того, орбитальные аппараты NASA обнаружили в этом районе сильные сигнатуры карбонатных минералов, которые на Земле обычно развиваются в мелких озёрах и океанах, включая среды, способные поддерживать жизнь.
Неожиданная находка: магматические породы вместо озёрных отложений
Вместо ожидаемых осадочных отложений Perseverance обнаружил магматические породы — они образуются, когда магма охлаждается под землёй или вулканический материал затвердевает на поверхности. Минералы внутри магматических пород сохраняют информацию об условиях, существовавших при их формировании, что даёт исключительно подробные геологические записи.
Три отдельных эпизода взаимодействия с водой
В так называемой Margin Unit (Маргинальной единице) эти породы раскрыли неожиданно сложную историю. Доказательства указывают на то, что они взаимодействовали с водой как минимум три раза, и каждый эпизод изменял их химический состав и физический облик по-разному. Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
Большая часть этих доказательств получена с помощью прибора SuperCam, установленного высоко на мачте Perseverance. SuperCam определяет минеральный состав геологических объектов, анализируя отражаемый ими свет. Лазер прибора может работать на расстоянии до 21 фута (6,5 метра), создавая небольшой всплеск плазмы, спектр которой раскрывает химический состав породы. Используя эту технику, Perseverance изучил более 185 целей коренных пород в Margin Unit.
Первый эпизод: подземные воды с углекислым газом
Первый известный эпизод взаимодействия с водой включал подземные воды, богатые углекислым газом. Когда эта вода проходила через породу, она реагировала с оливином и производила карбонат внутри трещин на нижних высотах. Со временем эрозия удалила некоторый мягкий окружающий материал, оставляя более твёрдые карбонат-заполненные трещины выступающими в виде гребней.
Второй эпизод: древнее озеро Езеро
Второй период водной активности мог быть связан с древним озером, которое когда-то заполняло кратер Езеро. В верхних частях Margin Unit ровер обнаружил грубую кристаллическую породу, богатую оливином и почти не изменённую водой. Однако ниже, близ древнего дна озера, оливин был сильно изменён: его зёрна потрескались, а кремнезём заполнил пространства между ними. Исследователи обнаружили больше кремнезёма в породах, находившихся ниже уровня воды.
Третий эпизод: горячая подземная вода
Третий и более поздний эпизод, похоже, включал нагретую воду, движущуюся под землёй. В одном месте восточной части Margin Unit Perseverance обнаружил минеральные жилы толщиной примерно 10 дюймов (25 сантиметров). Эти жилы содержат минералы, включая сульфат кальция и флюорит. Присутствие флюорита указывает на важный признак условий, при которых они образовались: флюорит обычно формируется, когда горячая вода циркулирует через вулканическую породу, что свидетельствует о более позднем периоде активности горячих подземных вод в кратере Езеро.
Переосмысление истории Марса
Вместе эти наблюдения показывают, что Margin Unit была сформирована не одной озёрной средой. Вместо этого она стала точкой пересечения нескольких различных водных систем, которые изменяли одни и те же породы на разных этапах истории Марса. Кандис Бедфорд, научный сотрудник Университета Пердью и ведущий автор исследования, отметила: «До нашего прибытия в Margin Unit основная гипотеза, полученная из орбитальных наблюдений, заключалась в том, что карбонат, видимый с орбиты, образовался в результате взаимодействия с озером, существовавшим в кратере Езеро. Но теперь мы знаем, что это место стало своего рода перекрёстком водных систем». Findings важны, потому что кратер Езеро находится внутри одного из крупнейших скоплений карбоната на Марсе, поэтому полученные здесь знания выходят далеко за пределы этого кратера.
Perseverance изучал Margin Unit на протяжении примерно 870 футов (265 метров) по высоте. Исследование помогает переосмыслить историю воды в кратере Езеро и на всём Марсе, а также помогает планетологам реконструировать изменяющийся климат и обитаемость ранних Марса.
