Если бы мы могли повернуть время и переместиться на 3,5 миллиарда лет назад, то как бы выглядел Марс? Именно этим и заняты, причём, успешно, учёные миссии марсохода Curiosity.
Кратер Гейла, дно которого исследует ровер Curiosity, имеет в диаметре 150 километров. А теперь представьте себе пруды, находящиеся в этом кратере. Скорее всего, потоки воды пронизывали стены кратера, устремляясь к его основанию. Если теперь, находясь в этом времени, как бы ускорить его, включить быструю перемотку вперёд, то мы увидим, как эти водные резервуары переполняются, а затем высыхают. Такой цикл, вероятно, повторялся много раз в течение миллионов лет.
Сеть трещин в этой марсианской каменной плите, называемой Old Soaker, возможно, образовалась в результате высыхания слоя грязи более 3 миллиардов лет назад. Изображение охватывает около 90 сантиметров слева направо и объединяет три кадра, сделанные камерой MAHLI на манипуляторе марсохода Curiosity. Источник: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Именно такое состояние кратера Гейла описали учёные в статье журнала Nature Geoscience, опубликованной на этой неделе. Авторы работы интерпретируют породы, обогащённые минеральными солями, обнаруженными марсоходом, как свидетельство неглубоких солёных прудов, которые пережили эпизоды наполнения и высыхания. Отложения служат, если можно так сказать, водяным знаком, созданным колебаниями климата, поскольку марсианская среда перешла от влажной и умеренной к замерзающей пустыне, которой она является сегодня.
Учёные хотели бы понять, как долго длился этот переход и когда именно он произошел. По словам исследователей, эта последняя подсказка может быть разгадана именно в том месте, куда в настоящее время направляется Curiosity. Это будущее место научных исследований назвали sulfate-bearing unit, то есть “сульфатсодержащим блоком”, который, как ожидается, сформировался в ещё более сухой среде. Оно существенно и резко отличается от изученных ранее более низких слоёв горы в кратере, где ровер обнаружил доказательства существования постоянных пресноводных озёр.
Кратер Гейла является древним остатком мощного удара метеорита. Отложения, переносимые водой и ветром, постепенно, слой за слоем, заполнили дно кратера. После того, как осадок затвердел, ветер как бы “вырезал” слоистую скалу в возвышающейся горе Эолида, на которую Curiosity и поднимается в настоящее время. В наше время каждый слой виден прямо на поверхности Марса на склонах горы, благодаря чему можно легко изучить другую эпоху марсианской истории. Также эти слои содержат подсказки о преобладающей окружающей среде в то время.
“Мы отправились в кратер Гейла, потому что он сохранил в себе эту уникальную запись меняющегося Марса. Понимание того, когда и как климат планеты начал эволюционировать, является частью другой головоломки: когда и как долго Марс был способен поддерживать существование микробной жизни на поверхности?”, – ведущий автор Уильям Рапин из Калифорнийского технологического института.
Уильям и его коллеги описывают солевые отложения, найденные на 150-метровом участке осадочных пород под названием Sutton Island (“Остров Саттон”), который Curiosity посетил в 2017 году. Основываясь на серии грязевых трещин в месте под названием Old Soaker этого участка, команда уже знала, что в этом районе были повторяющиеся периоды высыхания жидкости. Но соли Sutton Island предполагают, что вода также концентрировалась и в солевых растворах.
Как правило, когда озеро полностью высыхает, оно оставляет после себя скопления чистых кристаллов соли. Но соли Sutton Island кое чем отличаются. Во-первых, это каменные соли, а не поваренные или столовые. Соли также смешиваются с осадком, предполагая, что они кристаллизовались во влажной среде, возможно, прямо под испаряющимися мелкими прудами, заполненными солёной водой.
Учитывая, что Земля и Марс были похожи друг на друга в первые дни существования, Рапин предположил, что Sutton Island, возможно, напоминал солёные озера на плато Альтиплано в Южной Америке. Ручьи и реки, стекающие с горных хребтов на это засушливое высокогорное плато, ведут к замкнутым бассейнам, похожим на древний кратер Гейла на Марсе. Озёра на Альтиплано сильно зависят от климата, то же самое можно сказать и про кратер Гейла.
“В более сухие периоды озёра Альтиплано становятся более мелкими, а некоторые из них могут полностью высохнуть. Тот факт, что они лишены растительности, даже делает их немного похожими на Марс”.
Признаки высыхающего Марса
Обогащённые солью скалы марсианского Sutton Island являются всего лишь одним ключом к разгадке, который команда марсохода использует, чтобы собрать воедино информацию о том, как изменился марсианский климат. Оглядываясь назад на всё путешествие Curiosity, которое началось в 2012 году, научная команда уже может проследить цикл перехода марсианского климата от влажного до сухого в течение длительного времени.
“По мере нашего подъёма на гору Эолида, мы прослеживаем общую тенденцию перехода от влажного климата к более сухому. Но эта тенденция не обязательно происходила линейным образом. Скорее всего, она проходила неравномерно, включая более сухие периоды, такие как те, что мы видим на Sutton Island, а затем более влажные периоды, такие как то, что мы видим в Old Soaker, который Curiosity исследует сегодня”, – учёный проекта Curiosity Эшвин Васавада из Лаборатории реактивного движения. Лаборатория реактивного движения возглавляет миссию Mars Science Laboratory, частью которой является Curiosity.
До сих пор марсоход сталкивался с большим количеством плоских слоёв отложений, то есть они были в спокойной среде мягко осаждены на дне озера. Член научной команды Крис Федо из Университета штата Теннесси, который специализируется на изучении осадочных слоёв, отметил, что Curiosity в настоящее время работает над изучением крупных горных структур, которые могли бы сформироваться только в более активной среде, такой как продуваемая ветром область или текущие потоки жидкости.
Эта анимация демонстрирует солёные пруды и ручьи, которые, по мнению учёных, могли остаться после того, как кратер Гейла высох. В нижней части изображения находится дно кратера, а вершиной является сторона горы Эолида. Источник: ASU Knowledge Enterprise Development (KED), Michael Northrop
Ветер или течение воды как бы нагромождает осадок в слои, которые постепенно наклоняются. Когда они затвердевают в скале, то становятся большими структурами, похожими на Teal Ridge, который Curiosity исследовал прошлым летом.
“Обнаружение наклонных слоёв представляет собой серьёзное изменение, когда ландшафт уже не находится полностью под водой. Возможно, мы уже оставили позади эру глубоких озёр”.
Curiosity уже обнаружил более наклонные слои в отдалённом сульфатном блоке. Научная команда планирует отправиться туда в ближайшие пару лет и исследовать его многочисленные скальные структуры. Если они сформировались в более сухих условиях, которые сохранялись в течение длительного периода, это может означать, что глиносодержащий блок представляет собой промежуточную стадию, как бы ворота в другую эру водной истории кратера Гейла.
“Мы не можем сказать, видим ли мы ветровые или речные отложения в глиносодержащем блоке, но мы уже можем говорить, что это определённо не то же самое, что было раньше, и не то, что ждёт впереди”.
По информации НАСА.
Источник: