JCRP: кратер Джезеро на Марсе пережил несколько эпизодов активности жидкости

Фото из открытых источников

Минералы являются строительными блоками горных пород, а типы минералов и их химический состав предоставляют важнейшую информацию о формировании и истории горных пород. На Марсе марсоход NASA Perseverance, оснащенный планетарным прибором для рентгеновской литохимии (PIXL), создает геохимические карты поверхности горных пород. В новом исследовании ученые проанализировали результаты более 90 000 химических анализов, проведенных PIXL за первые 1100 дней на Марсе, и обнаружили, что минералы в кратере Джезеро с течением времени взаимодействовали с различными типами жидкостей. Результаты были опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

В своем исследовании Элеанор Морленд из Университета Райса и ее коллеги использовали алгоритм идентификации минералов по стехиометрии (MIST) для интерпретации данных PIXL.

Согласно исследованию, PIXL бомбардирует марсианские породы рентгеновскими лучами, чтобы определить их химический состав, предлагая самые подробные геохимические измерения, когда-либо собранные на другой планете.

«Минералы, которые мы нашли в кратере Джезеро с помощью MIST, подтверждают множественные, различающиеся по времени эпизоды изменения флюидов, что указывает на то, что в истории Марса было несколько периодов, когда эти вулканические породы взаимодействовали с жидкой водой, и, следовательно, не один раз в этом месте существовала среда, потенциально пригодная для жизни», — сказал Морленд.

Минералы образуются в определенных условиях окружающей среды: температуре, pH и химическом составе жидкостей, что делает их надежными рассказчиками истории планет.

В кратере Джезеро 24 вида минералов раскрывают вулканическую природу марсианской поверхности и ее взаимодействие с водой с течением времени.

Вода химически выветривает горные породы и создает соли или глинистые минералы, а конкретные образующиеся минералы зависят от условий окружающей среды.

Обнаруженные в кратере минералы демонстрируют три типа взаимодействия жидкостей, каждое из которых имеет различные последствия для обитаемости.

Первый набор минералов, включая гринэлит, гизингерит и ферроалюмоцеладониты, указывает на локализованные высокотемпературные кислотные жидкости, которые были обнаружены только в породах на дне кратера, которые интерпретируются как одни из древнейших пород, включенных в это исследование.

Вода, о которой идет речь в этом эпизоде, считается наименее пригодной для жизни, поскольку исследования на Земле показали, что высокие температуры и низкий уровень pH могут повредить биологические структуры.

«Эти жаркие, кислотные условия были бы наиболее сложными для жизни», — сказала Кирстен Зибах из Университета Райса. «Но на Земле жизнь может сохраняться даже в экстремальных условиях, таких как кислотные водоемы Йеллоустоуна, так что это не исключает возможность ее обитаемости».

Второй набор минералов отражает умеренные, нейтральные жидкости, которые поддерживали более благоприятные условия для жизни и присутствовали на большей территории.

Такие минералы, как миннесотаит и клиноптилолит, образовались при более низких температурах и нейтральном pH, причем миннесотаит был обнаружен как на дне кратера, так и в верхней части конуса выноса, в то время как клиноптилолит был ограничен дном кратера.

Наконец, третья категория представляет собой низкотемпературные щелочные жидкости и считается вполне пригодной для жизни с точки зрения современной Земли.

Сепиолит — распространенный на Земле метаморфический минерал, образовавшийся при умеренных температурах и щелочных условиях. Он был обнаружен широко распространенным во всех единицах, исследованных марсоходом.

Присутствие сепиолита во всех этих образованиях свидетельствует о широком распространении жидкой воды, создавшей пригодные для жизни условия в кратере Джезеро и заполнившей отложения.

«Эти минералы говорят нам о том, что кратер Джезеро со временем пережил переход от более жестких, горячих, кислых жидкостей к более нейтральным и щелочным — условиям, которые, как мы считаем, все больше способствуют возникновению жизни», — сказала Морленд.

Поскольку образцы с Марса невозможно подготовить или отсканировать с такой же точностью, как образцы с Земли, команда разработала модель распространения неопределенности для подтверждения своих результатов.

Используя статистический подход, MIST неоднократно проверял идентификацию минералов, учитывая потенциальные ошибки, подобно тому, как метеорологи прогнозируют траектории ураганов, запуская множество моделей.

«Наш анализ ошибок позволяет нам присваивать уровни достоверности каждому совпадению минералов», — сказала Морленд. «MIST не только информирует научные круги и участников процесса принятия решений в рамках миссии Mars 2020, но и создает минералогический архив кратера Джезеро, который будет бесценен, если образцы будут возвращены на Землю».

Результаты подтверждают, что кратер Джезеро, где когда-то находилось древнее озеро, пережил сложную и динамичную водную историю.

Каждое новое открытие минерала не только приближает ученых к ответу на вопрос о том, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе, но и оттачивает стратегию Perseverance относительно того, какие образцы следует собирать и возвращать.