На Марсе обнаружены опалы — свидетельство потенциальных источников воды

Марсоход Curiosity начал свою миссию в 2012 году и постоянно обследует марсианский грунт в поисках древних следов жизни. Недавно исследователи повторно проанализировали многочисленные фотографии и данные, собранные марсоходом в кратере Гейла. Они нашли опалы — аморфную форму гидратированного кремнезема, богатую водой. Эти породы потенциально могут служить важнейшими ресурсами для будущего освоения Марса человеком.

Curiosity, являющийся частью миссии НАСА Mars Science Laboratory, представляет собой самый большой и самый способный ровер из когда-либо отправленных на Марс. В начале своей миссии в августе 2012 года научные инструменты Curiosity обнаружили химические и минеральные свидетельства существования древних пригодных для жизни сред на Марсе. С тех пор марсоход продолжает исследовать горные породы, свидетельствующие о времени, когда на Марсе могла существовать микробная жизнь.

В частности, Curiosity исследует кратер Гейла. Кратер образовался, когда метеорит упал на Марс в самом начале его истории, примерно 3,5-3,8 миллиарда лет назад. В его центре находится массивная слоистая гора. Ученые выбрали его в качестве места посадки Curiosity, потому что на протяжении всей своей истории он имеет множество признаков наличия воды — ключевого ингредиента жизни, как мы ее знаем.

Недавно исследователи обнаружили светлоокрашенные породы, окружающие «ореолы» разломов, которые пересекают некоторые участки марсианского ландшафта, иногда уходя далеко за горизонт на снимках ровера.

Используя новые методы анализа данных Curiosity, исследовательская группа из Университета Аризоны смогла независимо подтвердить, что эти ореолы разломов содержат опал, богатый водой. Их исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Находка в старых фотографиях

Рассматривая старые снимки, Трэвис Габриэль, бывший постдокторант Университета Аризоны, а ныне исследователь физики в правительстве США, и его коллега Шон Чарнецки заметили огромное пространство ореолов разрывов.

Применив новые методы анализа данных приборов, команда обнаружила, что эти ореолы не только похожи на те, что были обнаружены гораздо позже в ходе миссии, в совершенно других горных породах, но и схожи по составу: много кремнезема и воды.

Трэвис Габриэль поясняет в своем заявлении: «Наш новый анализ архивных данных показал поразительное сходство между всеми ореолами разломов, которые мы наблюдали гораздо позже в ходе миссии. Увидеть, что эти сети трещин были так широко распространены и, вероятно, заполнены опалом, было невероятно«.

В результате Габриэль и его команда изучили состав пород светлого цвета, окружающих эти разломы. На основе ранее проведенных исследований с помощью спектрометра Chemistry and Camera, или ChemCam, они показали, что эти ореолы могут состоять из опала. Для этого нового анализа они использовали другой прибор на марсоходе: нейтронный спектрометр Dynamic Albedo of Neutrons, или DAN. Трэвис Габриэль говорит: «Эти камни светлого цвета «засветились» в нашем нейтронном детекторе, создав необычно высокую скорость счета тепловых нейтронов«.

Действительно, поскольку опал содержит большое количество воды, он дал сильный сигнал, подтверждая, что этот материал имеет важное значение для истории этого кратера и возможного присутствия древней жизни.

Новые данные, подтверждающие наличие источников воды

Помимо анализа архивных данных, Габриэль и его команда получили возможность еще раз изучить эти светлоокрашенные породы на буровой площадке Лубанго — еще одном ореоле разлома. После серии измерений на нейтронном спектрометре они смогли подтвердить богатый опалом состав ореолов.

Авторы отмечают, что открытие опала примечательно тем, что он может образовываться, когда кремнезем находится в растворе с водой — процесс, аналогичный растворению сахара или соли в воде. Если соли слишком много или если условия меняются, она начинает оседать на дно. На Земле кремнезем опускается на дно озер и океанов и может образовываться в горячих источниках и гейзерах.

Следует знать, что богатая водой среда в недрах Марса могла стать убежищем от суровых условий на поверхности Марса. Так, в кратере Гейл температура зимой может опускаться ниже -73°C ночью и достигать около -1°C только в самые жаркие дни. Кроме того, кратер Гейла получает гораздо больше радиации, чем поверхность Земли, которая защищена нашей гораздо более плотной атмосферой.

Трэвис Габриэль говорит: «Учитывая обширные сети разломов, обнаруженные в кратере Гейла, разумно ожидать, что эти потенциально пригодные для жизни подповерхностные условия распространятся и на многие другие регионы кратера Гейла, а возможно, и на другие регионы Марса«. Он добавляет: «Эти среды могли сформироваться задолго после того, как древние озера в кратере Гейла высохли«.

Водные ресурсы для будущих человеческих миссий?

Наличие опала на Марсе будет полезно для будущих космонавтов, а исследовательские работы могут воспользоваться этими обширными водными ресурсами. Как упоминалось ранее, опал состоит в основном из кремнезема и воды, с очень небольшим количеством примесей, таких как железо. Поскольку опал не является минералом (хотя до 2007 года он считался таковым), вода в нем не связана так прочно, как в кристаллической структуре. Это означает, что если его измельчить и нагреть, он высвобождает воду. В предыдущем исследовании Трэвис Габриэль и другие ученые на марсоходе Curiosity продемонстрировали именно этот процесс.

Хотя Габриэль и его команда не могут дать точную оценку содержания воды во всех ореолах, нейтронные эксперименты, проведенные ими на двух ореолах, показывают, что однометровый ореол может содержать от 1 до 5,6 литров воды в первых 30 сантиметрах.

Удивительно, но опал в кратере Гейла сохраняет воду, несмотря на сухие условия современной атмосферы. В сочетании со спутниковыми данными, показывающими наличие опала в других местах на Марсе, это открытие может стать отличным ресурсом для будущих исследований в других местах Марса. Однако опал за пределами этого кратера также должен удерживать воду в той же степени. Исследователи объясняют, что хорошая сохранность опала на протяжении марсианских веков говорит о том, что после формирования опала между ним и водой было очень мало взаимодействия.

Габриэль и команда продолжают изучать роль воды в формировании и выветривании марсианских пород, пока марсоход Curiosity направляется к центральной насыпи кратера Гейл.