Марсоход НАСА Curiosity обнаруживает древний оазис на Марсе

Если бы вы могли путешествовать во времени на 3,5 миллиарда лет назад, как бы выглядел Марс? Среди ученых, работающих с марсоходом Curiosity, складывается следующая картина.

Представьте себе пруды на дне кратера Гейла, древнего бассейна шириной 150 км, который исследует Curiosity. Потоки, возможно, стекали со стен кратера и бежали к его основанию. Проследите за историей в ускоренном режиме, и вы увидите, что эти водные пути переполняются, а затем высыхают — цикл, который, вероятно, повторялся много раз в течение миллионов лет.

Это пейзаж, описанный учеными Curiosity в газете Nature Geoscience, опубликованной сегодня. Авторы истолковывают породы, обогащенные минеральными солями, обнаруженные марсоходом, как свидетельство мелких солёных прудов, которые прошли через периоды переполнения и высыхания. Отложения служат водяным знаком, созданным климатическими колебаниями, когда марсианская среда перешла от более влажной к ледяной пустыне, какой она является сегодня.

Ученые хотели бы понять, сколько времени занял этот переход и когда именно он происходил. Это может предвещать открытия, когда Curiosity доберётся до области, называемой «сульфатсодержащий слой», который, как ожидается, сформировался в ещё более сухой среде. Он представляет собой резкое отличие от нижней части горы, где Curiosity обнаружил признаки постоянных пресноводных озёр.

Кратер Гейла является древним остатком массивного удара. Осадок, переносимый водой и ветром, постепенно заполнял дно кратера слой за слоем. После того, как осадок затвердел, ветер вырезал слоистую скалу на возвышающейся горе Шарп, по которой Curiosity поднимается сегодня. В настоящее время на склонах горы каждый слой раскрывает различные эпохи марсианской истории и даёт представление о преобладающей среде в то время.

«Мы отправились в кратер Гейла, потому что он сохраняет эту уникальную летопись изменения Марса», — сказал ведущий автор проекта Caltech Уильям Рапин. «Понимание того, когда и как климат планеты начал меняться, является частью другой загадки: когда и как долго Марс был способен поддерживать микробную жизнь на поверхности?»

Он и его соавторы описывают соли, найденные на участке осадочных пород высотой 150 метров под названием «Остров Саттон», который Curiosity посетил в 2017 году. По наличию серии грязевых трещин в месте, названном «Old Soaker» (Старый пьяница), команда уже знала, что в этой  области были периодически более сухие периоды. Но соли острова Саттон предполагают, что вода также концентрировалась в рассол.

Как правило, когда озеро полностью высыхает, оно оставляет после себя груды кристаллов чистой соли. Но соли на острове Саттон разные: во-первых, это минеральные соли, а не поваренная соль. Они также смешаны с осадком, что позволяет предположить, что они кристаллизовались во влажной среде — возможно, под испаряющимися неглубокими прудами, заполненными солёной водой.

Учитывая, что Земля и Марс были похожи в ранние годы, Рапин предположил, что остров Саттон мог напоминать солёные озера на южно-американском Альтиплано. Ручьи и реки, текущие с горных цепей в это засушливое, высокогорное плато, ведут к закрытым бассейнам, похожим на древний кратер Гейла на Марсе. Озёра Альтиплано сильно подвержены влиянию климата, так же, как и Гейл.

«В более засушливые периоды озёра Альтиплано мелеют, а некоторые могут полностью высохнуть», — сказал Рапин. «Тот факт, что они лишены растительности, даже делает их немного похожими на Марс».

 

Признаки высыхания Марса

Обогащённые солью скалы на острове Саттон — это лишь один признак из нескольких, которые использует команда ровера, чтобы понять, как изменился климат Марса. Рассматривая весь путь Curiosity, который начался в 2012 году, научная команда видит циклы от влажных до засушливых периодов в течение длительного времени на Марсе.

«Когда мы поднимаемся на гору Шарп, мы видим общую тенденцию изменения от влажного ландшафта к более сухому», — сказал ученый проекта Curiosity Эшвин Васавада из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Пасадене, Калифорния. JPL возглавляет миссию Mars Science Laboratory, частью которой является Curiosity. «Но эта тенденция не обязательно происходила линейно. Скорее всего, она была беспорядочной, включая более сухие периоды, такие как то, что мы видим на острове Саттон, с последующими более влажными периодами, как то, что мы видим в « глиносодержащем слое «, который Curiosity исследует сегодня. «До сих пор ровер сталкивался с множеством плоских слоев отложений, которые мягко осаждались на дне озера. Член команды Крис Федо, который специализируется на изучении осадочных слоев в Университете Теннесси, отметил, что в настоящее время Curiosity сталкивается с крупными скальными структурами, которые могли образоваться только в более высоко-энергетической среде, такой как ветреная зона или текущие потоки.

Эта анимация демонстрирует солёные пруды и ручьи, которые, по мнению ученых, могли иссякнуть, поскольку кратер Гейла со временем высох. Нижняя часть изображения — это дно Кратера Гейла, вершина которого находится на горе Шарп.
(Credits: ASU Knowledge Enterprise Development (KED), Michael Northrop)

Ветер или стекающая вода собирают отложения в слои, которые постепенно наклоняются. Когда они затвердевают в скале, они становятся большими структурами, похожими на «Хребет Чирка», который Curiosity исследовал этим летом.

«Обнаружение наклонных слоев свидетельствует о серьёзных изменениях, когда ландшафт больше не полностью подводный», — сказал Федо. «Возможно, мы оставили позади эпоху глубоких озер».

Curiosity уже подметил больше наклонных слоёв в отдаленном сульфатсодержащем слое. Научная группа планирует приехать туда в ближайшие пару лет и исследовать многочисленные скальные структуры. Если они сформировались в более сухих условиях, которые сохранялись в течение длительного периода, это могло бы означать, что глинистый слой представляет собой промежуточную стадию — ворота в другую эпоху в водной истории Кратера Гейла.

«Мы не можем сказать, видим ли мы наносы ветра или реки в глиносодержащем слое, но мы можем с уверенностью сказать, что это определенно не то же самое, что было раньше или что лежит впереди», — сказал Федо.