За 1000 дней на Марсе миссия пересекла древнюю систему рек и озер, собирая по пути ценные образцы. Отмечая свой 1000-й марсианский день на Красной планете, марсоход НАСА «Настойчивость» недавно завершил исследование древней дельты реки, в которой хранятся свидетельства существования озер, заполнявших кратер Джезеро миллиарды лет назад. Шестиколесная команда ученых на данный момент собрала в общей сложности 23 образца, раскрывающих геологическую историю этого региона Марса.

Важные открытия в образцах Марса

Один из образцов, названный Лефрой Бэй, содержит большое количество мелкозернистого кремнезема — материала, который, как известно, сохраняет древние окаменелости на Земле. Другой образец, названный «Отис-Пик», содержит большое количество фосфатов, которые обычно ассоциируются с жизнью в том виде, в каком мы ее знаем. Оба образца также богаты карбонатами, которые отражают условия окружающей среды, в которых формировались породы.

Результаты были представлены во вторник, 12 декабря, на осеннем собрании Американского геофизического союза в Сан-Франциско.

Эта 360-градусная мозаика с места расположения горы Эйри в кратере Джезеро была создана с использованием 993 отдельных изображений, полученных с помощью Mastcam-Z марсохода Perseverance с 3 по 6 ноября. Ровер оставался на горе Эйри в течение нескольких недель во время солнечного соединения. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS.

Геологическая история кратера Езеро

«Мы выбрали кратер Джезеро в качестве места приземления, потому что орбитальные изображения выявили дельту – явное свидетельство того, что когда-то кратер заполняло большое озеро. Озеро представляет собой потенциально обитаемую среду, в то время как скалы дельты хоронят древние организмы в геологической летописи. «Мы смогли собрать воедино геологическую историю кратера, составив карту фаз озера и реки от начала до конца», – сказал ученый проекта Perseverance Кен Фарли из Калифорнийского технологического института.

Вулкан Езеро образовался в результате падения астероида почти 4 миллиарда лет назад. После приземления «Персеверанса» в феврале 2021 года команда миссии обнаружила, что дно кратера состоит из подземной магмы или магматических пород, образовавшихся в результате поверхностной вулканической активности. С тех пор они обнаружили песчаник и аргиллит, что предвещает появление первых рек в кратере сотни миллионов лет спустя. Над этими скалами находятся богатые солью аргиллиты, что указывает на наличие мелкого озера, подвергающегося испарению. Команда считает, что озеро в конечном итоге расширилось до 22 миль (35 километров) в диаметре и до 100 футов (30 метров) в глубину.

Анимированная концепция этого художника изображает воду, прорывающуюся через край марсианского кратера Джезеро, который исследуется марсоходом НАСА «Персеверанс». Миллиарды лет назад вода попала в кратеры, образовав озера, дельты и реки, прежде чем Красная планета высохла. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Позже сильная вода унесла валуны от Джезеро, разбросав их по вершине дельты и другим местам кратера.

«Мы можем увидеть общие очертания этих глав в истории Джезеро на орбитальных изображениях», — сказала Либби Айвз, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, — «но чтобы по-настоящему понять подробную временную шкалу, нам нужно будет поближе познакомиться с Perseverance».

заманчивый образец

Образцы, собранные Perseverance, размером с кусок мела в классе, хранятся в специальных металлических трубках в рамках совместной кампании НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА) по возврату образцов с Марса. Доставка этих металлических трубок на Землю позволит ученым изучать образцы с помощью мощного лабораторного оборудования, которое было бы слишком громоздким, чтобы доставить его на Марс.

Чтобы решить, какие образцы собирать, Персеверанс сначала использует абразивные инструменты для измельчения возможной породы, затем использует сложные научные инструменты для изучения химического состава породы, в том числе планетарный инструмент для рентгеновской литохимии (PIXL), построенный в Лаборатории реактивного движения.

На это изображение кратера Джезеро на Марсе наложены данные о минералах, обнаруженные с орбиты. Зеленый представляет собой карбонаты — минералы, образующиеся в водной среде в условиях, которые могут быть благоприятны для сохранения признаков древней жизни. Аппарат НАСА «Настойчивость» в настоящее время исследует зеленую зону над веером Джезеро (в центре). Источник: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/MSSS/JHU-APL.

На объекте, который команда назвала «Бил-Бэй», PIXL обнаружил карбонаты — минералы, которые образуются в водной среде, где условия могут быть благоприятными для сохранения органических молекул. (Органические молекулы образуются как в результате геологических, так и биологических процессов.) Эти породы также богаты кремнеземом — веществом, идеальным для сохранения органических молекул, в том числе связанных с жизнью.

«На Земле этот вид мелкозернистого кремнезема часто можно найти в местах, которые когда-то были песчаными территориями», — сказал Морган Кейбл из JPL, заместитель главного исследователя PIXL. «На Земле этот тип окружающей среды может сохранить остатки древней жизни и быть обнаружен позже».

Анализируя этот участок абразивной породы, известный как залив Бил, инструмент PIXL на марсоходе НАСА Perseverance обнаружил, что он богат карбонатами (фиолетовый) и кремнеземом (зеленый), оба из которых хорошо сохранились и обнаруживают признаки древней жизни. На изображение накладываются химические данные прибора. Источник: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/МССС.

Инструменты Perseverance могут обнаруживать как микроструктуры, похожие на окаменелости, так и химические изменения, которые могли оставить после себя древние микробы, но доказательств того и другого им еще предстоит найти.

На другой цели, исследованной PIXL, под названием «Водопад Узель», прибор обнаружил присутствие связанного с фосфатом железа. Фосфат является компонентом ДНК и клеточных мембран всех известных наземных организмов, а также частью молекул, которые помогают клеткам переносить энергию.

После оценки результатов PIXL для каждого пятна износа команда отправила марсоходу приказ собрать близлежащие керны: керны были взяты в заливе Лефрой рядом с заливом Биллс и на пике Отис в водопаде Узель.

PIXL, один из инструментов на борту марсохода НАСА Perseverance, проанализировал химический состав области абразивной породы, известной как водопад Узель, и обнаружил, что она богата фосфатными минералами — веществом, содержащимся в ДНК и клеточных мембранах всей известной жизни. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/MSSS.

«У нас идеальные условия для поиска признаков древней жизни», — сказал Кейбл. «Мы обнаружили здесь карбонаты и фосфаты, что указывает на то, что вода пригодна для жизни, а также кремнезем, который отлично подходит для сохранения».

Конечно, работа «Настойчивости» еще далека от завершения. Текущая четвертая научная экспедиция миссии исследует край кратера Джезеро, недалеко от входа в каньон, где река когда-то затопила дно кратера. Богатые карбонатные отложения обнаружены вдоль края, который на орбитальном изображении выглядит как кольцо в ванне.