Новые данные о Марсе: кратер Езеро пережил несколько периодов потенциальной обитаемости
Новое исследование с использованием марсохода NASA Perseverance обнаружило убедительные доказательства того, что кратер Езеро на Марсе пережил несколько эпизодов активности жидкостей, каждый из которых создавал условия, потенциально пригодные для жизни.
Анализ высокоточных геохимических данных с марсохода позволил идентифицировать 24 типа минералов, которые раскрывают динамичную историю вулканических пород, изменённых в результате взаимодействия с жидкой водой. Результаты, опубликованные в Journal of Geophysical Research: Planets, дают важные подсказки для поиска древней жизни и направляют текущую кампанию по сбору образцов.
Исследование под руководством аспирантки Университета Райса Элеонор Морленд использовало алгоритм Mineral Identification by Stoichiometry (MIST), разработанный в Райсе, для интерпретации данных с прибора Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL). PIXL облучает марсианские породы рентгеновскими лучами, чтобы определить их химический состав, предоставляя самые детальные геохимические измерения, когда-либо собранные на другой планете.
«Минералы, которые мы находим в Езеро с помощью MIST, подтверждают множественные, хронологически различные эпизоды изменения жидкостями, — сказала Морленд. — Это указывает на то, что в истории Марса было несколько периодов, когда эти конкретные вулканические породы взаимодействовали с жидкой водой, и, следовательно, более одного раза, когда это место могло содержать среды, потенциально пригодные для жизни».
Минералы формируются при определённых условиях температуры, pH и химического состава жидкостей, что делает их надёжными индикаторами планетарной истории.
В Езеро 24 вида минералов раскрывают вулканическую природу поверхности Марса и её взаимодействие с водой с течением времени. Вода химически выветривает породы, создавая соли или глинистые минералы, а конкретные образующиеся минералы зависят от условий среды. Идентифицированные минералы указывают на три типа взаимодействия с жидкостями, каждый со своими последствиями для обитаемости.
Три эпизода водной активности
Высокотемпературные кислые жидкости.
- Минералы: гриналит, хизингерит, ферроалюмоцеладонит.
- Условия: высокая температура, низкий pH.
- Распространение: только в породах дна кратера (самые древние из изученных).
- Обитаемость: наименее благоприятные условия. Высокие температуры и низкий pH могут повреждать биологические структуры, но на Земле жизнь сохраняется даже в экстремальных средах, например, в кислых водоёмах Йеллоустоуна.
Умеренные нейтральные жидкости.
- Минералы: миннесотаит, клиноптилолит.
- Условия: более низкая температура, нейтральный pH.
- Распространение: миннесотаит обнаружен как на дне кратера, так и в верхней части веера отложений; клиноптилолит — только на дне кратера.
- Обитаемость: более благоприятные условия для жизни.
Низкотемпературные щелочные жидкости.
- Минерал: сепиолит (распространённый минерал изменения на Земле).
- Условия: умеренные температуры, щелочные условия.
- Распространение: широко распространён во всех геологических единицах, исследованных марсоходом.
- Обитаемость: условия, считающиеся весьма благоприятными для жизни с современной земной точки зрения.
«Эти минералы говорят нам, что со временем в Езеро произошёл переход от более суровых, горячих, кислых жидкостей к более нейтральным и щелочным — условиям, которые мы считаем всё более благоприятными для жизни», — пояснила Морленд.
Поскольку образцы с Марса нельзя подготовить или просканировать так же точно, как земные, команда разработала модель распространения неопределённости для усиления результатов. Используя статистический подход, MIST многократно тестировал идентификацию минералов, учитывая потенциальные ошибки.
«Наш анализ ошибок позволяет нам присваивать уровни достоверности каждому совпадению по минералу, — отметила Морленд. — MIST не только информирует научную программу миссии Mars 2020, но и создаёт минералогический архив кратера Езеро, который будет бесценен, если образцы будут возвращены на Землю».
Результаты подтверждают, что Езеро — бывшее древнее озеро — пережило сложную и динамичную водную историю. Каждое новое открытие минерала не только приближает учёных к ответу на вопрос, поддерживал ли Марс когда-либо жизнь, но и оттачивает стратегию Perseverance по выбору образцов для сбора и возвращения.
Эта публикация представляет собой всестороннюю компиляцию минералов, идентифицированных с помощью модели MIST за первые три года миссии Perseverance. Хотя она не включает конкретное место отбора проб, где был обнаружен потенциальный биосигнатур (образец «Сапфировый каньон»), эта работа даёт контекст, показывая, что наблюдаемые там обитаемые условия были распространены в Езеро гораздо шире. Эта контекстная информация является ключевой для интерпретации любых потенциальных биосигнатур.