09.01.2023. - Марсоход обнаружил богатые водой ореолы разломов

Марсоход обнаружил богатые водой ореолы разломов

Исследовательская группа, использующая новые методы для анализа данных марсохода Curiosity НАСА и его нейтронного спектрометра Dynamic Albedo of Neutrons, или DAN, на Марсе, смогла независимо подтвердить, что ореолы разломов содержат богатый водой опал, потенциально служащий важным ресурсом для исследований человека. Исследование показало, что обширная сеть подземных разломов обеспечила бы богатые водой и защищенные от радиации условия, потенциально более пригодные для жизни, чем на поверхности.

В 2012 году НАСА отправило марсоход Curiosity на Марс для исследования кратера Гейла, большого ударного бассейна с массивной слоистой горой посередине. Когда «Кьюриосити» прошел по поверхности Марса, исследователи обнаружили светлые скалы, окружающие разломы, которые пересекают определенные части марсианского ландшафта, иногда простираясь далеко за горизонт снимков марсохода. Недавняя работа показала, что эти широко распространенные сети ореолов служили одной из последних, если не последней, богатых водой сред в современную эпоху кратера Гейла. Эта богатая водой среда в недрах также обеспечила бы более пригодные для жизни условия, когда условия на поверхности, вероятно, были гораздо более суровыми.

В рамках нового исследования, опубликованного в Журнале геофизических исследований: планеты под руководством бывшего постдокторанта NewSpace Университета штата Аризона Трэвиса Габриэля, ныне физика-исследователя в правительстве США, были изучены архивные данные с нескольких инструментов, которые показали значительные аномалии вблизи света. -тонированные скалы ранее в траверсе. По чистой случайности марсоход Curiosity проехал прямо над одним из этих ореолов разлома много лет назад, задолго до того, как Габриэль и аспирант ASU и соавтор Шон Чарнецки присоединились к команде марсохода.

Глядя на старые изображения, они увидели огромное пространство ореолов разломов, простирающихся далеко вдаль. Применив новые методы анализа данных приборов, исследовательская группа обнаружила кое-что любопытное. Эти ореолы не только выглядели так же, как ореолы, обнаруженные гораздо позже в ходе миссии, в совершенно других породах, но и были схожи по своему составу: много кремнезема и воды. «Наш новый анализ архивных данных показал поразительное сходство между всеми ореолами разломов, которые мы наблюдали намного позже в ходе миссии», — сказал Габриэль. «Увидеть, что эти сети разломов были настолько распространены и, вероятно, переполнены опалом, было невероятно».

Габриэль и его группа исследователей изучили состав светлых пород, окружающих разломы на земле или ореолы разломов в кратере Гейла. Предыдущие исследования, в которых участвовал Габриэль, использовали спектрометр лазерного пробоя марсохода Chemistry and Camera или ChemCam, чтобы показать, что эти ореолы могут состоять из опала, материала, который имеет важное значение для истории кратера Гейла. Сам опал содержит большое количество воды, что дало сильный сигнал в другом приборе на марсоходе: спектрометре ДАН.

Наблюдая за кернами, взятыми на буровых площадках Buckskin и Greenhorn много лет назад, ученые подтвердили, что эти светлые породы были очень уникальными по сравнению со всем, что команда видела раньше. «Эти светлые камни загорались в нашем детекторе нейтронов, производя аномально высокие скорости счета тепловых нейтронов», — сказал Габриэль. Помимо просмотра архивных данных, Габриэль и его команда искали возможности снова изучить эти светлые породы. Как только они прибыли на буровую площадку Лубанго, ярко окрашенный ореол разломов, Габриэль провел специальную кампанию измерений с использованием нейтронного спектрометра, подтвердив богатый опалом состав ореолов разломов.

Открытие опала заслуживает внимания, поскольку он может образовываться в тех случаях, когда кремнезем находится в растворе с водой, подобно процессу растворения сахара или соли в воде. Если соли слишком много или условия меняются, она начинает оседать на дно. На Земле кремнезем выпадает из раствора в таких местах, как дно озер и океанов, и может образовываться в горячих источниках и гейзерах, что несколько похоже на окружающую среду в Йеллоустонском национальном парке.

Богатая водой среда в недрах Марса могла бы обеспечить безопасное убежище от суровых условий на поверхности Марса, которая довольно негостеприимна по сравнению с Землей. В кратере Гейла температура может опускаться ниже минус 100 градусов по Фаренгейту в зимнее ночное время, достигая примерно 30 градусов по Фаренгейту в самые теплые дни. Кратер Гейла также подвергается гораздо большему излучению, чем поверхность Земли, из-за нашей гораздо более плотной атмосферы. Каждый день, проведенный в кратере Гейла, подвергнет вас дозе космического излучения, которая примерно соответствует ежедневному рентгеновскому снимку таза.

Поскольку ученые предполагают, что этот опал в кратере Гейла образовался в современную эпоху Марса, эти подповерхностные сети трещин могли быть гораздо более пригодными для жизни, чем суровые современные условия на поверхности. «Учитывая обширную сеть разломов, обнаруженных в кратере Гейла, разумно ожидать, что эти потенциально пригодные для жизни подповерхностные условия распространились и на многие другие области кратера Гейла и, возможно, на другие регионы Марса», — сказал Габриэль. «Эта среда должна была сформироваться задолго до того, как высохли древние озера в кратере Гейла».

Значение обнаружения опала на Марсе будет иметь преимущества для будущих астронавтов, и усилия по исследованию могут использовать эти широко распространенные водные ресурсы. Сам опал состоит преимущественно из двух компонентов: кремнезема и воды с небольшим количеством примесей, таких как железо. Поскольку опал не является минералом, вода не так прочно связана в кристаллической структуре. Это означает, что если вы измельчите его и нагреете, опал выпустит воду. В предыдущем исследовании Габриэль и другие ученые марсохода Curiosity продемонстрировали именно этот процесс.

Хотя Габриэль и его команда не могут провести исчерпывающую оценку содержания воды во всех ореолах, специальные нейтронные эксперименты, которые они провели над двумя из этих ореолов, показывают, что в одном метровом ореоле может содержаться примерно от 1 до 1,5 галлонов воды. верхнее основание поверхности.

Новый марсианский водный ресурс: опал?

Что означает это исследование для будущих исследований Марса? Полюса Марса содержат большое количество водяного льда среди других летучих веществ, таких как углекислый газ. В наши дни экватор Марса, по сравнению с ним, беден водой, и на его поверхности нет никаких признаков обширных запасов водяного льда. Исследование предполагает, что богатый водой опал может находиться во многих ландшафтах Марса, где иначе ученые не ожидают наличия воды.

Удивительно, но опал в кратере Гейла удерживает воду, несмотря на сухие условия современной атмосферы. В сочетании с растущим количеством спутниковых данных, свидетельствующих о присутствии опала в других местах на Марсе, эти упругие материалы могут стать отличным ресурсом для будущих исследований в других местах на Марсе, то есть, если опал в других местах на Марсе также удерживает воду в той же степени, что и опал. опал в кратере Гейла.

Опал образуется в богатой водой среде; однако он был обнаружен в трещинах, которые образовались намного позже в геологическом времени по сравнению с большинством пород в кратере Гейла. Большая часть скал кратера Гейла образовалась в среде древнего озера. Это свидетельствует о том, что вода, сформировавшая ореолы, оказалась в недрах намного позже и распространилась гораздо шире, чем предполагали исследователи.

После того, как опал сформируется, он имеет тенденцию превращаться в более кристаллическую форму при воздействии воды и меняющихся условиях. Тот факт, что этот опал так хорошо сохранился, говорит о том, что после того, как он сформировался, после этого он почти не взаимодействовал с водой. Таким образом, открытия марсохода Curiosity помогают нам понять, где, когда и что с водой на Марсе.

«Удивительно видеть нейтронный детектор Curiosity, единственный подповерхностный зонд марсохода, который изначально должен был просуществовать только несколько лет после начала миссии, но все еще дает фантастические результаты, подобные этим, которые раскрывают природу воды и гидратированных материалов, погребенных чуть ниже марсианского поверхность», — сказал Крейг Хардгроув, соавтор работы, доцент Школы исследования Земли и космоса ASU и научный сотрудник команды DAN марсохода Curiosity.

Что дальше?

Габриэль и его команда продолжают исследовать роль воды в формировании и изменении марсианских пород, пока марсоход Curiosity направляется к центральной насыпи кратера Гейла, но не удалось обнаружить новые ореолы на недавних возвышениях. В качестве члена последней группы марсоходов НАСА, марсохода Mars 2020 Perseverance, Габриэль стремится исследовать богатые кремнеземом особенности в новом месте на Марсе, чтобы понять природу богатых водой сред в других местах на красной планете.

Источник