Вопрос о том, существовала ли когда-либо на поверхности Марса вода, и была ли она жидкой, не дает покоя ученым. Это не удивительно, ведь если когда-либо в прошлом на территории Солнечной системы и существовала жизнь где-то, кроме нашей планеты, то Марс – первый кандидат на ее местообитание, и с этим согласны большинство планетологов. А наличие воды – необходимое условие жизни. По крайней мере, знакомой нам формы жизни.
Команда ученых из NASA и нескольких крупных испанских исследовательских центров проанализировала данные о составе почв, собранные в разных точках поверхности Марса аппаратами Viking 1, Pathfinder, Opportunity и Spirit. В создании трех последних аппаратов, кстати, принимали участие и российские ученые. Результаты анализов очень похожи. Во всех собранных образцах содержится примерно одинаковый набор элементов: кремний, кальций, алюминий, магний, железо, щелочные металлы и некоторые другие.
Природный антифриз
Viking 1 – один из двух спускаемых аппаратов (второй назывался Viking 2), отправленных NASA на Марс в рамках программы Viking с целью изучения его поверхности в 1975 году. Проработал до 1980 года.
Pathfinder – аппарат, запущенный на Марс NASA в 1996 году. На борту аппарата находился марсоход Sojourner, который после спуска с посадочного аппарата проработал около 2,5 месяца.
Если растворить все эти элементы в воде, то они будут действовать как своеобразный антифриз. Причем, чем выше концентрация солей, тем при более низкой температуре вода может оставаться жидкой. Постепенно насыщая раствор минеральным составом, идентичным обнаруженному на поверхности Марса, экспериментаторы смогли понизить температуру замерзания воды на несколько десятков градусов.
Используя информацию о составе и плотности атмосферы Красной планеты, ученые создали климатическую модель. Она описывает климат, который мог господствовать на Марсе раньше. Подсчеты говорят о том, что толщины и плотности атмосферы Марса всегда было недостаточно, чтобы средняя температура на поверхности планеты держалась хотя бы в районе нуля градусов Цельсия. Локальные повышения температуры и термальные источники не смогли бы обеспечить столь широкого распространения гидратированных минералов и эвапоритов по всей поверхности Марса.
Осадочные отложения, образованные вследствие повышения концентрации солей при испарении воды.
Есть и другие свидетельства того, что на соседней с нами планете когда-то была вода именно в жидком виде. Многочисленные спутниковые фотографии ландшафтных особенностей, которые выглядят как размытые водой ущелья, русла и дельты рек, решительно подтверждают это.
Соленые реки
Построенные математические модели климатических изменений, данные изучения ландшафта и анализа почв можно согласовать только одним способом, считают авторы работы. Придется поверить, что вода на Марсе была не пресной, а очень соленой.
Такой, как в самых соленых озерах Земли. И именно поэтому она могла сопротивляться марсианским морозам. Позднее, когда планета охладела до нынешнего своего состояния, вода все-таки замерзла и впоследствии испарилась из-за разреженной атмосферы, оставив минеральные осадки, которые теперь и находят аппараты.
Теория, предложенная в статье, хорошо объясняет данные, полученными со спускаемых аппаратов, марсоходов и спутников, считает планетолог Джеймс Белл (James Bell) из Корнелльского университета, член научной команды Spirit и Opportunity.
Другой авторитетный специалист по изучению планет — Итей Хэлеви (Itay Halevy) из Гарварда тоже поддержал американско-испанскую команду: «Вполне возможно, что именно насыщенные солевые растворы играли роль в формировании марсианского пейзажа». Однако он отмечает, что могут существовать и другие объяснения одинакового состава собранных минеральных осадков.
Работа ученых опубликована в журнале Nature.
Статус: |
Группа: Гости
публикаций 0
комментариев 0
Рейтинг поста:
Ветер и вода серьезно изменили внешний облик Марса. Например, кратер Виктория под воздействием эрозии увеличился в размерах и искривился. Об этом говорят данные марсохода Opportunity.
Американские ученые получили новые данные, основанные на изучении кратеров Марса. Еще сразу после спуска марсоходов Opportunity и Spirit на поверхность Красной планеты в 2004 году удалось изучить два небольших кратера. Теперь же специалисты NASA получили в свое распоряжение данные Opportunity об исследовании крупного кратера Виктория.
Диаметр кратера — около 800 м, но его край неровен: чередуются крутые спуски и более пологие ниши. Подобное искажение границы кратера могло образоваться только в результате воздействия ветра и воды.
Вода неоднократно прибывала и уходила, изменяя поверхность Марса миллиарды лет назад. Ветер же и потом надувал на поверхности песчаные дюны, которые постепенно укрепились в песчаник. Эти образования до сих пор формируют пейзаж Красной планеты.
Наблюдение зубчатого края Виктории показало, что ранее кратер был меньше, но эрозия постепенно увеличила его размеры.
«Кратер Виктория привлек нас большим поперечным сечением пластов породы, выставленным на обозрение, — рассказывает специалист Корнеллского университета Стив Сквайрс, ведущий ученый миссии марсоходов. — Появление кратера и продолжительность работы марсохода обеспечили нам прекрасную возможность для исследований».
Глубина кратера — порядка 70 метров. Удар астероида вскрыл ряд глубоких пластов, что позволило собрать сведения о древней истории марсианской поверхности. В некоторых местах толщина однородной породы доходит до 10 м. Видны слои, образованные движущимися дюнами, закрепившимися в песчаник. Чередование слоев позволяет сделать вывод о продолжительности эпох.
Opportunity при помощи руки-манипулятора собрал образцы пород в месте, называющемся Duck Bay — «Утиная бухта». Именно в этом месте находится Opportunity на фото, вдаль уходит сам кратер.
В Duck Bay удалось обнаружить обломки астероида, который, вероятно, создал кратер Виктория. Также обнаружилось множество насыщенных железом частиц сферической формы, которые ученые прозвали «черничками». Шарики сформировались под воздействием воды внутри твердой породы. При этом чем глубже, тем больше «черничек» обнаруживалось в марсианских пластах. Из этого ученые сделали вывод, что в глубине Марса грунтовые воды текли интенсивнее, чем ближе к поверхности.
При этом Opportunity обнаружил, что в зависимости от глубины менялся химический состав пластов. Низкие слои оказались богаче алюминием и кремнием, но беднее серой и железом. Эти наблюдения в Duck Bay совпали с предыдущими данными, полученными приблизительно в шести километрах от этого места.
Первые результаты также показали, что вулканическая порода, вероятно, взаимодействовала с кислой водой и образовывала сульфаты. Эти соли обнаружены в песчаниках Марса.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science 22 мая.
Opportunity с большим трудом покинул кратер Виктория, где мог застрять навсегда. Сейчас прихрамывающий Opportunity и его «близнец» Spirit, увязающий в песке, движутся к кратеру Индевор. Но никто в руководстве NASA не ожидает, что роверы непременно достигнут цели.
Марсоходы давно выполнили возложенные на них задачи, дополнительные программы и сильно износились.
********
Исследовательский робот Opportunity был доставлен на Марс 25 января 2004 года. С его помощью ученые намеревались изучить геологическую историю планеты. Для этой цели на борту марсохода был установлен специальный манипулятор, способный подносить научную аппаратуру непосредственно к различным камням на поверхности планеты и изучать их с близкого расстояния.
При помощи Opportunity и его «двойника» Spirit (совершил посадку на Марс 4 января 2004 года) ученые смогли доказать то, что в прошлом на Марсе была вода, причем жидкая, а не в форме льда, который на планете присутствует и сейчас в полярных шапках и ледниках. Кроме того, надежность обоих роботов превзошла все ожидания инженеров, и первоначально задуманную миссию в 90 дней продлевали с тех пор много раз.
Первым делом астрономы изучили небольшой кратер, в который приземлился Opportunity. Позже провели робота к другому кратеру побольше: кратеры вызвали повышенный интерес ученых из-за возможности рассмотреть их стенки и увидеть обнажившиеся слои породы.
Когда стало понятно, что марсоход успешно справляется со всеми проблемами и ломаться не собирается, специалисты NASA отправили его к самому большому кратеру из всех замеченных рядом с местом посадки.
Марсианские водные каналы
Кратер Виктория не разочаровал геологов: в нем Opportunity проработал почти два года. Глубина кратера в 70 метров позволила изучить отложения минералов, которые накапливались на протяжении миллиардов лет. Ученые смогли найти в нем следы протекавшей когда-то по поверхности планеты воды и проанализировать воздействие ветра на обнажившиеся при образовании кратера скалы.
Рядом с краями кратера исследователи обнаружили самые древние, выброшенные при ударе метеорита и появлении кратера камни. Изучая их при большом увеличении, ученые обнаружили микроскопические и богатые железом каменные шарики. Точно такая же находка была сделана геологами ранее при изучении камней рядом с местом посадки Opportunity.
Шарики, как считают специалисты NASA, могли образоваться только при наличии воды. То, что в образцах с самой большой глубины их больше, свидетельствует о том, что в глубине Марса как минимум в прошлом были грунтовые воды.
Есть ли жизнь на Марсе?
Помимо открытия подземных вод марсоход также позволил узнать, как на Марсе происходило образование песчаника. Этот минерал сформировался из песка, через который просачивалась вода с высоким содержанием кислоты. Под ее действием песок цементировался и превращался в твердую горную породу.
То, что в воде содержалось много солей, а ее кислотность была достаточно высока, по мнению ученых, могло помешать возникновению жизни. Насколько эта гипотеза верна, сказать исследователи не могут. Следы жизни пока не обнаружил ни один из работавших на поверхности Марса аппаратов.
Климатические периоды
Самым интересным открытием, по мнению ученых, стало обнаружение нескольких влажных и сухих периодов в истории планеты, которые сменяли друг друга. Их следы остались в слоях видимых на склоне кратера минералов, и ученые впервые смогли установить, как именно менялся климат планеты в прошлом. На Марсе были периоды, когда по поверхности могли течь реки - но позже, после похолодания, весь водяной пар превратился в полярные шапки, дожди прекратились и реки высохли.
Сейчас на Марсе слишком холодно: средняя температура по планете составляет -55С, а на полюсах зимой устанавливаются морозы ниже -100С. Но обнаружение следов воды в глубинных слоях позволяет рассчитывать на то, что где-то под камнями жидкая вода вполне могла сохранится и по сей день.