Геологическая история Марса: рентгеновский спектрометр помогает разгадывать марсианские загадки

В новом исследовании международная группа учёных во главе с профессором Мариек Шмидт из Университета Брока представила открытия о критическом периоде эволюционной истории Марса. Работа раскрывает новые подробности о геологическом прошлом Красной планеты.

Профессор Шмидт, возглавляющая кафедру наук о Земле в Университете Брока, участвовала в миссии марсохода Perseverance NASA в качестве научного сотрудника. Она и её коллеги анализировали древние породы, найденные в кратере Езеро на Марсе. Одной из основных целей миссии был поиск признаков древней микробной жизни, но изучение магматических пород и реголита в этом районе также дало представление о малоизученном периоде истории планеты.

«Мы делаем на Марсе то, чего никогда раньше не делали», – говорит Шмидт. Она также является со-исследователем в команде, работающей с прибором PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry). Этот рентгенофлуоресцентный спектрометр использовался для определения элементного состава марсианских поверхностных материалов с высоким разрешением, позволяя учёным дистанционно «заглянуть» вглубь пород, чтобы исследовать, как они формировались и из чего состоят.

«Масштаб научных исследований был невероятным. Это самое всестороннее на сегодняшний день изучение образцов, которые были сохранены для возвращения на Землю», – отмечает Шмидт. «Теперь мы знаем минеральный и химический состав пород, понимаем их текстуры, но следующим шагом было рассказать о том, как, по нашему мнению, формировались эти породы с точки зрения подъёма магмы через марсианскую кору, её кристаллизации, эволюции и изменения состава».

Работа также выдвигает ряд гипотез, которые могут направлять дальнейшие исследования, когда образцы будут доставлены на Землю.

Таня Кизовски, соавтор статьи и заместитель куратора по минералогии в Королевском музее Онтарио, отмечает, что все марсианские образцы, изученные на Земле до сих пор, были метеоритами. Большинство марсианских метеоритов имеют возраст менее 500 миллионов лет, что относительно молодо по сравнению с 4,5-миллиардной историей Марса. В то же время образцы из кратера Езеро, как полагают, имеют возраст не менее 3,5 миллиардов лет.

«Марс очень хорошо сохранился с точки зрения ранней истории нашей Солнечной системы, поэтому возможность изучать такие древние породы, особенно когда они будут доставлены на Землю, поможет нам узнать об истории внутренней части Солнечной системы и о том, когда возникла жизнь», – говорит Кизовски.

Образцы также происходят из уникального периода в истории Марса, когда внутренняя динамика планеты претерпевала серьёзные изменения. Шмидт объясняет: «Вулканизм на Марсе в основном связан с так называемыми горячими точками, подобными Гавайям или Исландии на Земле, где есть сфокусированный источник магмы, уходящий глубоко, пробивающийся через всё и затем извергающийся на поверхность. Но в ранней истории Марса есть модели, подтверждающие идею о том, что марсианская кора формировалась в результате широко распространённого вулканизма, не обязательно сосредоточенного в этих горячих точках, и этот переход, как считается, произошёл примерно в то время, когда формировались эти породы».

Шмидт и её команде ещё предстоит подождать – возможно, десятилетие или больше – прежде чем образцы буду доставлены на Землю. «Доставка этих образцов с Марса будет невероятно сложной задачей и потребует удивительного инженерного подвига, особенно если учесть, что вы доставляете с орбиты нечто размером с баскетбольный мяч», – говорит Шмидт.

Тем временем марсоход Perseverance продолжает исследовать новые районы Марса и собирать образцы, а Шмидт и её коллеги терпеливо ожидают возможности однажды проанализировать марсианские породы уже на Земле.

Это исследование открывает новую главу в изучении Марса, предоставляя учёным беспрецедентную возможность заглянуть в далёкое прошлое планеты. Анализ древних пород из кратера Езеро не только проливает свет на геологическую историю Марса, но и может помочь в поиске следов древней жизни на планете. Кроме того, эти данные могут быть ключом к пониманию ранних этапов формирования планет в Солнечной системе.