Марсианские лавовые породы проливают свет на критический период истории Красной планеты

Геологическая карта траверса и интерпретационный разрез с местами анализов PIXL. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr2613

В новой статье «Разнообразная и высокодифференцированная лавовая свита в кратере Джезеро, Марс: ограничения внутрикорового магматизма, выявленные Mars 2020 PIXL», опубликованной в журнале Science Advances, Шмидт и ее международная исследовательская группа поделились убедительными выводами о критическом периоде эволюционной истории планеты.

Профессор и заведующий кафедрой наук о Земле Университета Брока был участвующим ученым в миссии марсохода NASA's Mars Perseverance и анализировал древние породы, найденные в кратере Джезеро на Марсе. Одной из основных целей миссии является поиск признаков древней микробной жизни на Марсе, а магматические породы и реголит, исследованные в этом районе, также дали представление о периоде в истории планеты, который еще предстоит тщательно изучить.

«На Марсе мы делаем то, чего раньше никто не делал», — говорит Шмидт.

Шмидт также является соисследователем в команде Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry (PIXL). PIXL, который является рентгеновским флуоресцентным спектрометром, использовался для определения мелкомасштабного элементного состава материалов марсианской поверхности, что позволило ученым удаленно погружаться глубоко в породы, чтобы исследовать, как они образовались и из чего сделаны.

«Масштаб науки был невероятным; это самое полное на сегодняшний день исследование этих образцов, которые были зарезервированы для Mars Sample Return», — говорит Шмидт. «Теперь мы знаем минеральный и горно-химический состав и понимаем текстуры, но следующим шагом было поговорить о том, как, по нашему мнению, образовались породы, с точки зрения магмы, поднимающейся и кристаллизующейся в марсианской коре, а затем эволюционирующей и меняющей состав».

В статье, опубликованной в пятницу, 24 января, также излагается ряд гипотез, которые могут направлять последующие исследования, когда образцы будут доставлены на Землю через несколько лет. В настоящее время НАСА разрабатывает планы по этому вопросу совместно с Европейским космическим агентством (ЕКА).

Таня Кизовски, соавтор статьи и заместитель куратора отдела минералогии Королевского музея Онтарио, говорит, что все изученные на Земле до сих пор марсианские образцы были метеоритами.

Возраст большинства марсианских метеоритов составляет менее 500 миллионов лет — относительно молодой возраст по сравнению с 4,5 миллиардами лет истории Марса, — в то время как считается, что образцам из кратера Джезеро не менее 3,5 миллиардов лет.

«Марс очень хорошо сохранился с точки зрения ранней истории нашей Солнечной системы, поэтому возможность изучать такие древние породы, особенно когда они были доставлены на Землю, поможет нам узнать об истории нашей внутренней Солнечной системы и о том, когда зарождалась жизнь», — говорит Кизовски, научный сотрудник Института Брока в ходе проекта.

«Мы также можем датировать, когда кристаллизовались магматические породы. Мы не можем сделать этого, пока порода все еще находится на Марсе, но эти образцы станут важным ориентиром, который мы можем использовать, чтобы узнать о времени процессов в регионе, когда-то проанализированных здесь, на Земле».

По словам Шмидта, образцы также относятся к уникальному периоду в истории Марса, когда внутренняя динамика планеты претерпевала серьезные изменения.

«Вулканизм на Марсе в действительности определяется так называемыми горячими точками — похожими на Гавайи или Исландию на Земле, — где есть сосредоточенный источник магмы, который уходит глубоко, пробивает все насквозь и затем извергается на поверхность», — говорит она.

«Но на раннем этапе истории Марса существуют модели, подтверждающие идею о том, что марсианская кора была сформирована в результате широко распространенного вулканизма — не обязательно сосредоточенного в этих горячих точках — и этот переход, как полагают, произошел примерно в то же время, когда образовались эти породы».

Шмидту и его команде придется ждать еще некоторое время — возможно, десятилетие или даже больше — прежде чем образцы планируется доставить на Землю.

«Доставка этих образцов с Марса будет невероятно сложной задачей и потребует невероятного инженерного мастерства, особенно если учесть, что вы поднимаете с орбиты нечто размером с баскетбольный мяч», — говорит Шмидт.

Тем временем марсоход Perseverance продолжает исследовать Марс и собирать образцы в новом месте, а Шмидт и ее коллеги терпеливо ждут возможности однажды проанализировать марсианские породы с земной стороны.

Больше информации: Mariek E. Schmidt et al, Diverse and highly differentiated lava suite in Jezero crater, Mars: Constraints on intracrustal magmatism revealed by Mars 2020 PIXL, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr2613

Источник: Brock University