Марсоход NASA Perseverance нашёл в кратере Езеро следы озёр, грунтовых вод и горячих растворов

Новое исследование показывает, что загадочная «Пограничная зона» (Margin Unit) кратера Езеро на Марсе хранит куда более сложную историю воды, чем предполагали учёные: здесь обнаружили следы древних озёр, грунтовых вод и более поздней гидротермальной активности.

Когда марсоход NASA Perseverance в сентябре 2023 года прибыл к внутреннему краю кратера Езеро, исследователи ожидали найти осадочные породы вдоль древней береговой линии марсианского озера. На Земле осадочные породы из глины и ила особенно ценны, поскольку могут сохранять следы древней микробной жизни. Учёные также заинтересовались этим районом из-за сильных сигнатур карбонатных минералов, обнаруженных орбитальными аппаратами.

Однако вместо ожидаемых осадочных отложений Perseverance наткнулся на магматические породы. Минералы внутри таких пород способны сохранять информацию об условиях их формирования, что даёт исключительно детальные геологические записи.

В Пограничной зоне эти породы раскрыли неожиданно сложную историю: они взаимодействовали с водой как минимум трижды, и каждый эпизод по-разному менял их химию и внешний вид. Результаты опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Большая часть данных получена с помощью SuperCam — прибора на мачте ровера, который определяет минеральный состав пород, анализируя отражённый свет. Лазер SuperCam может работать с расстояния до 6,5 метра, создавая вспышку плазмы, спектр которой раскрывает химический состав породы. Так Perseverance изучил более 185 целей в Пограничной зоне.

«До прибытия в Пограничную зону основная гипотеза, основанная на орбитальных наблюдениях, состояла в том, что карбонат образовался при взаимодействии с озером в кратере Езеро. Но теперь мы знаем, что это место стало своего рода перекрёстком водных систем. Кратер Езеро расположен внутри одного из крупнейших выходов карбонатов на Марсе, поэтому наши выводы выходят далеко за пределы этого кратера», — сказала Кэндис Бедфорд, научный сотрудник Университета Пердью и ведущий автор исследования.

Perseverance изучил Пограничную зону на протяжении примерно 265 метров по высоте. В верхней части ровер обнаружил крупнокристаллическую породу, богатую оливином, почти не изменённую водой. Учёные заключили, что эта порода изначально сформировалась в магматическом массиве глубоко под поверхностью Марса, где магма остывала медленно, позволяя вырасти крупным минеральным зёрнам. Позже эрозия обнажила породу.

Ситуация резко меняется ниже, ближе к древнему озерному дну: там оливин сильно изменён, его зёрна fractured, а промежутки заполнены кремнезёмом. Карбонат и кремнезём особенно интересны для поиска признаков древней обитаемости: на Земле при реакции воды с оливином может выделяться водород — источник энергии для некоторых микробов, а также образуются карбонат и кремнезём, способные сохранять следы микробной активности.

Исследователи восстановили порядок воздействия воды. Первый эпизод — грунтовые воды, богатые углекислым газом: они реагировали с оливином, образуя карбонат в трещинах на нижних уровнях. Со временем эрозия удалила более мягкий материал, оставив твёрдые карбонатные жилы в виде хребтов. Второй период, вероятно, связан с древним озером, заполнявшим кратер Езеро.

«Некоторые породы Пограничной зоны также содержат кремнезём. Превращение оливина в карбонат может оставлять кремнезём, и мы видим его больше в породах, находившихся ниже уровня воды», — отметила Элени Раванис, планетолог Гавайского университета в Маноа и соавтор исследования.

Третий, более поздний эпизод, по-видимому, включал нагретую воду, движущуюся под землёй. В восточной части Пограничной зоны Perseverance обнаружил минеральные жилы толщиной около 25 сантиметров, содержащие сульфат кальция и флюорит. Наличие флюорита — важная подсказка: он часто образуется, когда горячая вода циркулирует через вулканические породы, что указывает на период нагретой грунтовой активности после более ранних взаимодействий с водой и озером.

В целом наблюдения показывают, что Пограничная зона формировалась не под влиянием одного озёрного окружения, а стала местом встречи нескольких водных систем, изменявших одни и те же породы на разных этапах истории Марса.

«Если я чему-то и научилась за 10 лет работы с марсианскими роверами, так это тому, что Марс постоянно преподносит сюрпризы. Очень редко всё оказывается таким, как мы ожидаем по орбитальным данным. Надеюсь, эта работа поможет изменить взгляд учёных на историю воды в кратере Езеро и на всём Марсе», — добавила Бедфорд.

Источники: sciencedaily.com, NASA Jet Propulsion Laboratory