Находки марсохода дают представление о древнем ландшафте
Геолог из Калифорнийского университета в Боулдере Лиза Мэйхью входит в число ученых, работающих над воссозданием истории древнего ландшафта, который не выглядел бы неуместным в Юте — только эта местность находится на Марсе в миллионах миль от Земли. Мэйхью является членом научной группы миссии НАСА «Марс-2020», которую возглавляет Лаборатория реактивного движения в Южной Калифорнии. В августе она и ее коллеги опубликовали некоторые из первых наборов результатов исследования Красной планеты марсоходом Perseverance.
Находки глубоко изучают кратер Джезеро. Более 3 миллиардов лет назад большой астероид столкнулся с Марсом, сформировав эту геологическую особенность, которая простирается почти на 30 миль в поперечнике и содержит песчаные дюны и скалистые утесы. Используя набор научных инструментов на борту марсохода Perseverance, размером примерно с внедорожник, исследователи начали исследовать прошлое этого ландшафта, показывая, как изверженная порода формирует дно кратера и как вода изменила форму скал во времена, когда обширный озеро, вероятно, заполнило этот регион.
«У нас есть много информации с орбиты, которая дает информацию о том, какими, по нашему мнению, могут быть геология, минералогия и химия Марса», — сказал Мэйхью, научный сотрудник Департамента геологических наук Калифорнийского университета в Боулдере. «Но использование вездехода — невероятно ценный инструмент, позволяющий убедиться, что мы действительно понимаем, что происходит». Новые результаты — удачный ход для этой бесстрашной машины. Более чем однотонный Perseverance приземлился на Марсе 18 февраля 2021 года. С тех пор он и Мэйхью были заняты. За более чем 570 марсианских дней, или «солей», марсоход исследовал почти 8 миль поверхности планеты. Новые исследования сосредоточены на первом году работы Perseverance, который марсоход провел, исследуя геологические образования и особенности вдоль дна кратера, в том числе два из них, названные Мааз и Сейта.
Мэйхью, которая раньше изучала только горные породы на Земле, видит в этой миссии шанс расширить свои геологические навыки и, по крайней мере, опосредованно ступить на другой мир. «Иногда я понимаю, насколько безумно то, что я делаю то, что делаю», — сказала она. «Я очень благодарен за то, что у меня была возможность стать частью этой новаторской науки». Сегодня кратер Джезеро может выглядеть сухим и пыльным, но более 3 миллиардов лет назад он был бы почти неузнаваем. Здесь вода, льющаяся из залива, питала озеро, которое росло и уменьшалось в размерах на протяжении эпох. Мэйхью и ее коллеги пытаются конкретизировать хронологию этого более влажного прошлого.
Первый набор находок команды касается двух геологических образований, в частности: Мааз, навахо означает «Марс», особенность, которая, по-видимому, перекрывает более крупную Сейта, навахо означает «среди песка». Чтобы изучить эту местность, исследователи использовали несколько инструментов на борту Perseverance, включая SuperCam. Этот вращающийся инструмент находится на вершине марсохода и использует лазерный свет для количественного определения элементов и идентификации минералов, присутствующих в различных породах. Мэйхью является соавтором двух статей под руководством Кена Фарли из Калифорнийского технологического института и Роджера Винса из Лос-Аламосской национальной лаборатории, в которых подробно описывается первый год пребывания Perseverance на Марсе. Исследования были опубликованы 25 августа в журналах Science и Science Advances. В то же время другие исследовательские группы опубликовали больше результатов миссии.
Результаты группы указывают на удивительное происхождение этих образований: тело горячей расплавленной породы, возможно, существовало на дне кратера, оседая и охлаждаясь в несколько этапов, потенциально формируя как Сеиту, так и Мааз. В качестве альтернативы Мааз мог также образоваться, когда отдельные потоки лавы двигались в кратер. «Одна из идей состоит в том, что это было единое тело породы, образовавшееся из застывшей под землей магмы», — сказал Мэйхью. «Но другая модель состоит в том, что Маас мог быть сформирован отдельно лавой, активно текущей по поверхности Марса». Проект затрагивает вопрос, который мотивировал большую часть ее многолетней карьеры: как жизнь выживает в самых неожиданных местах на нашей планете?
В 2007 и 2008 годах Мэйхью совершал исследовательские круизы, в ходе которых собирал породы со дна Тихого и Атлантического океанов, чтобы больше узнать о микробной жизни в гидротермальных системах. В 2015 году она участвовала в исследовательском рейсе Международной программы океанского бурения, в ходе которого бурила недра гидротермальной системы для доступа к активно реагирующим породам. В этих местах горные породы вступают в реакцию с водой и производят химические вещества, такие как газообразный водород — питательные вещества, которые поддерживают живые сообщества микробов, которые, в свою очередь, могут поддерживать более сложную жизнь, такую как ракообразные и другие беспозвоночные. «Мои исследования всегда касались того, как вода изменяет горные породы и как этот процесс может поддерживать жизнь», — сказал Мэйхью.
Чтобы выяснить, могли ли камни в Джезеро поддерживать жизнь миллиарды лет назад, Мэйхью и ее коллегам нужно будет более внимательно изучить эти куски Марса — под микроскопом в лабораториях на Земле. Она объяснила, что во время своей миссии Perseverance использует бур для извлечения примерно 40 марсианских геологических образцов, хранящих их в герметичных тубах. НАСА работает с Европейским космическим агентством (ЕКА) над отдельными миссиями, которые отправятся на Марс, чтобы забрать 30 таких трубок и вернуть их на Землю.
Мэйхью — один из 15 ученых в группе ученых по возврату проб. Она и ее коллеги работают с другими членами команды и операторами Perseverance, чтобы решить, какие камни должен собрать марсоход. На сегодняшний день команда заполнила 13 пробирок для образцов, 12 из них камнями и одну пробой атмосферы, и планирует в ближайшее время собрать больше образцов горных пород. Команда также запечатала две «свидетельские» трубки для сбора пыли и частиц в атмосфере, что позволяет исследователям измерять загрязнение, которое может присутствовать в процессе отбора проб. Мэйхью сказал, что переход от земного геолога к ученому, работающему над инопланетным миром, был трудным, но полезным.
«Это было похоже на большую кривую обучения. У меня нет опыта, который есть у многих людей в команде, особенно у тех, кто работал над марсоходами с тех пор, как Opportunity и Spirit появились в начале 2000-х», — сказал Мэйхью. «Я постоянно стараюсь держать ухо востро и учиться у них». В марте 2022 года «Настойчивость» покинула дно кратера и направилась в самое захватывающее место миссии — в дельту. Здесь команда будет собирать камни, отложившиеся на дне кратера, когда когда-то на Марсе текла вода. Настойчивость и Мэйхью не собираются останавливаться: «Это напряженный график, и мы должны продолжать двигаться».
