Нове дослідження показує, що таємнича «Одиниця запасу» в кратері Джезеро записує набагато складнішу історію води, ніж очікували вчені, включаючи стародавні озера, підземні води та пізнішу гідротермальну активність.
Коли у вересні 2023 року марсохід NASA Perseverance досяг внутрішнього краю кратера Марсіанського озера, дослідники очікували, що вздовж берега марсіанського озера зустрінуть осадові породи. Такі породи накопичуються у вигляді шарів матеріалу протягом тривалого періоду часу. На Землі осадові породи, що складаються з глини та мулу, можуть бути особливо цінними, оскільки вони можуть зберігати докази стародавнього мікробного життя.
Вчені також зацікавилися цією територією, тому що орбітальні апарати Марса виявили там значні ознаки карбонатних мінералів. На Землі карбонати зазвичай утворюються в озерах і океанах, включаючи середовища, які підтримують життя.
Замість очікуваних осадових відкладень Субот натрапив на магматичні породи. Ці породи можуть утворюватися, коли магма охолоджується під землею або коли вулканічний матеріал застигає на поверхні. Оскільки мінерали в магматичних породах можуть зберігати інформацію про умови, які існували під час їх утворення, вони можуть надати винятково детальний геологічний запис.
У Margin Division ці скелі показали несподівано складну історію. Докази свідчать про те, що вони взаємодіяли з водою принаймні тричі, і кожен епізод по-різному змінював їх хімічний склад і зовнішній вигляд. Результати були опубліковані в журналі Зв’язок Земля та навколишнє середовище.
SuperCam розкриває історію прихованої води на Марсі
Значна частина цих доказів походить від SuperCam, приладу, встановленого на вершині щогли Perseverance. SuperCam може визначати мінеральний склад геологічних об’єктів, аналізуючи їхнє відбите світло.
Коли вчені місії ідентифікують перспективну ціль, вони можуть наказати SuperCam вистрілити своїм лазером з відстані 21 фут (6,5 метра). Лазер створює невеликий спалах плазми, і спектр цієї плазми розкриває хімічний склад породи. Використовуючи цей метод, Perseverance дослідила понад 185 підповерхневих об’єктів на території маржинального підрозділу.
«До того, як ми дісталися до апарату Мар’я, основна гіпотеза, виведена з орбітальних спостережень, полягала в тому, що карбонат, який видно з орбіти, утворився в результаті взаємодії з озером у кратері Джезеро», — сказала Кендіс Бедфорд, науковий співробітник Університету Пердью в Вест-Лафайєтті, штат Індіана, і автор дослідження. «Але тепер ми знаємо, що це місце стало своєрідним перехрестям водопровідних систем. Знахідки блоку Марджа важливі, тому що кратер Єзеро знаходиться всередині одного з найбільших карбонатних відкладень на Марсі, тому те, що ми тут дізнаємося, виходить далеко за межі цього кратера».
Стародавня магма під кратером Єзеро
Стійкість перевіряла запасний пристрій з висоти приблизно 870 футів (265 метрів). У вищих частинах цієї області марсохід натрапив на шорсткі та кристалічні породи, багаті олівіном. Ці скелі майже не показали ознак зміни водою.
Олівін містить магній і залізо. Дослідники прийшли до висновку, що ця багата олівіном одиниця спочатку утворилася в масиві магми глибоко в поверхні Марса. Магма охолоджується досить повільно, утворюючи великі мінеральні зерна. Набагато пізніше ерозія видалила верхній матеріал і оголила породу на поверхні.
Ситуація була зовсім іншою під підрозділом Мар’я, біля стародавнього озера. Там олівін сильно змінений. Його зерна розбиті, а діоксид кремнію заповнює простір між ними.
Карбонат і кремнезем цікавлять вчених, які шукають ознаки стародавнього життя. На Землі, коли вода реагує з олівіном, у процесі може вироблятися водень, який деякі мікроби можуть використовувати як джерело енергії. Ці ж реакції також можуть утворювати карбонат і кремнезем, мінерали, здатні зберігати сліди, залишені минулою мікробною діяльністю.
Три окремі зустрічі з водою
Дослідники можуть відновити порядок зміни одиниці маржі, хоча вони все ще не можуть точно визначити, коли стався кожен епізод.
Перший відомий епізод стосувався підземних вод, багатих вуглекислим газом. Коли ця вода рухалася крізь скелю, вона реагувала з олівіном, утворюючи карбонат на нижчих висотах у розломах. З часом ерозія видалила частину навколишнього більш м’якого матеріалу, залишивши твердіші заповнені карбонатом розломи у вигляді хребтів.
Другий період активності води, можливо, був пов’язаний із стародавнім озером, яке колись заповнювало кратер Джезе.
«Деякі породи Margin Unit також містять кремнезем», — сказала Елені Раваніс, планетолог з Гавайського університету в Маноа та співавтор дослідження. «Перетворення олівіну в карбонат може залишити кремнезем, і ми бачимо більше цього кремнезему в породах, які знаходяться нижче ватерлінії».
Гаряча вода прийшла пізніше
Третій і наступні епізоди ніби показують, що гаряча вода рухалася під землею.
На одному з місць у східній частині Маргіна Perseverance знайшов мінеральну жилу товщиною близько 10 дюймів (25 сантиметрів). Ці жили містять мінерали, включаючи сульфат кальцію та флюорит.
Наявність флюориту дає важливу підказку про умови, в яких вони виникли. Флюорит зазвичай утворюється, коли гаряча вода протікає крізь вулканічні породи, що вказує на те, що кратер Єзеро нагрівався більш ранньою діяльністю ґрунтових вод після попереднього контакту з озером і пізнішого періоду активності ґрунтових вод.
У сукупності спостереження свідчать про те, що окраїнна одиниця не була сформована одним озерним середовищем. Натомість він став місцем зустрічі для кількох різних водних систем, які змінювали одні й ті самі породи на різних етапах історії Марса.
«Якщо я чомусь навчився після 10 років роботи з космічним кораблем Mars, це те, що Марс завжди готує для вас сюрпризи», — сказав Бедфорд. «Дуже рідко все відбувається так, як ми очікуємо, виходячи з орбітальних даних. Я сподіваюся, що ця робота допоможе вченим переосмислити історію води в кратері Єзеро та на всьому Марсі. Зрештою, я сподіваюся, що це допоможе планетологам реконструювати зміну клімату та ранню придатність Марса для життя».
