Ученый создал "Большую картину" воды на Марсе на основе данных ровера

Данные, собранные более 20 лет назад, предоставили новые улики о существовании жидкой воды на древнем Марсе. Ровер NASA Spirit был оснащен специализированным инструментом — спектрометром Мёссбауэра, который проводил минералогические анализы почвы, камней и пыли на поверхности Красной планеты в кратере Гусева. Хотя отдельные измерения не всегда подтверждали наличие воды, ученый Паоло де Соуза из Университета Эдита Кована в Австралии, проанализировав данные за несколько лет, обнаружил четкую закономерность в наличии минералов, которые могут существовать только в присутствии воды. Его исследование показало, что на Марсе когда-то было значительно больше воды, чем предполагали ученые, и что данные о ее существовании были доступны все это время.

Панорама региона, где приземлился ровер Spirit в кратере Гусева. Пыль и почва на этом месте показывают следы минералов, связанных с водой, включая измененный магнетит и гематит. Credit: NASA/JPL-Caltech/Cornell

Де Соуза уделил особое внимание существованию гематита и измененного магнетита в марсианской почве. Эти два минерала часто образуются в результате взаимодействия горных пород с водой. Гематит, в частности, является основой удивительных "голубиков", найденных на Марсе в районе Меридиани Планиум ровером Opportunity. Следы гематита в исследовании де Соуза были извлечены из 32 участков почвы Гусева, которые не подвергались воздействию. Результат работы де Соуза стал самым детализированным профилем железных минералов марсианской почвы на сегодняшний день. Ученые не ожидали найти гематит в почвах на этом месте, поэтому открытие стало сюрпризом. Оказалось, что он был там все это время, просто в количествах, слишком малых для каждого отдельного измерения ровера.

"Одним из самых важных открытий стало нахождение кристаллического гематита в обычной марсианской почве", — сказал профессор де Соуза. "Широкое присутствие этого минерала предполагает не только наличие воды, но и то, что значительные территории Марса когда-то могли быть покрыты водой."

Гематит, магнетит и вода на Марсе

Гематит — это так называемый "оксид железа". Он образуется в присутствии жидкой воды, а также в вулканических регионах. На Марсе существуют оба типа среды, но области, где найден гематит, по-видимому, в значительной степени формировались в результате прежнего контакта с водой. Именно поэтому де Соуза и другие ученые предполагают, что эти участки Марса когда-то были затоплены.

Магнетит встречается как в магматических (вулканических) породах, так и в осадочных породах на Земле. Это также минерал, содержащий железо, и его присутствие на Марсе указывает на взаимодействие воды и горных пород. Тот факт, что он также встречается на обширных территориях, свидетельствует о более теплом и влажном прошлом Красной планеты.

Марсианские "голубики", как их видит ровер Opportunity в Меридиани Планиум во время своей экспедиции. Эти гематитовые сферы, вероятно, образовались в результате контакта с водой. Credit: NASA/JPL Public Domain.

Слои пыли, которые ровер изучал в кратере Гусева и которые содержат следы минералов, связанных с водой, распространены по всей планете. Выводы де Соуза предполагают, что слой пыли простирается на огромные площади Марса. Он, вероятно, образовался за миллионы лет благодаря постоянной эрозии ветром, изменениям температуры и штормам, которые перемещали огромные количества пыли по поверхности Марса.

Переосмысление прошлых данных

По словам де Соуза, каждое измерение ровера не было достаточным для того, чтобы прийти к окончательному выводу о воде на Марсе. Однако, в совокупности, они рисуют яркую картину прошлого Марса. "Многие измерения не были достаточно детализированными, чтобы идентифицировать минералы, присутствующие в очень малых количествах", — отметил он. "Объединив данные и проанализировав их по-новому, мы смогли раскрыть информацию, которая была скрыта в течение многих лет."

Де Соуза потратил несколько лет на кропотливую работу, перебирая все измерения, чтобы создать картину воды на Марсе, особенно в кратере Гусева. Ему пришлось учитывать множество факторов, влияющих на измерения, включая температурные условия, образцы из различных участков почвы, физическое и химическое выветривание поверхностных материалов, а также последствия миллионов лет глобальных пылевых бурь. Он описал детали в статье, представленной издательству Springer Nature.

В будущем де Соуза проведет аналогичный анализ данных из почв, изученных ровер Opportunity в Меридиани Планиум. Если все пройдет, как ожидается, будут проанализированы и объединены сотни измерений для формирования "большой картины" оценки воды на Марсе в этом регионе. Работа по почвам кратера Гусева и Меридиани Планиум также подчеркивает необходимость будущих миссий на Красную планету, которые будут оснащены спектрометрами для более длительных исследований почвы, чем те, которые смогли провести инструменты Opportunity и Spirit.