|
Древние изменения климата Марса
|
|
|
|
Хотя снимки НАСА показали свидетельства существования древних рек и озер на Марсе, которые затем превратились в сухие дюны, остается неопределенность относительно времени экологических изменений, которые могли способствовать этим сдвигам.
|
|
|
|
Теперь данные, собранные марсоходом НАСА «Кьюриосити», показали, что отдельные кристаллы оксида железа гематита могут быть использованы в качестве минералогического маркера изменений древнего климата Марса. Поскольку форма и структура этих кристаллитов отражают условия — такие как температура и наличие воды — при которых они образовались, они могут служить индикатором того, когда произошли эти изменения.
|
|
|
|
Ученые изучили 20 образцов, собранных «Кьюриосити» на разных высотах в кратере Гейл, для статьи, опубликованной в журнале Science. Стены кратера Гейл слой за слоем раскрывают историю окружающей среды Марса, причем более глубокие слои отражают его самые ранние годы.
|
|
|
|
Команда проанализировала данные с прибора CheMin (Chemistry and Minerology) марсохода и обнаружила, что гематит имеет разные размеры кристаллитов на разных высотах. Они также обнаружили, что гетит, минерал, обычно образующийся вместе с гематитом, отсутствует в образцах с более низких высот, но присутствует в образцах с более высоких. Это говорит о том, что теплые грунтовые воды могли сохраняться в самых глубоких слоях кратера Гейл до 4,7 миллионов лет, и что на протяжении большей части этого времени эти долгоживущие водоносные горизонты могли быть потенциально пригодны для жизни.
|
|
|
|
|
|
|
«Мы обнаружили, что теплые и влажные условия существовали в течение длительных периодов в погребенных породах, несмотря на похолодание климата Марса», — сказала Таня Перетьяжко, соавтор исследования и планетолог из отдела исследований астроматериалов и разведочных работ в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне. «Это означает, что глубоко в этих породах более теплые условия могли создавать пригодные для жизни условия в течение гораздо более длительных периодов времени, при условии наличия других важных факторов».
|
|
|
|
Оксиды железа считаются индикаторами активности воды, поскольку они образуются в её присутствии. Это исследование показывает, что гематит также может быть маркером изменения климата на основе размеров и структуры его кристаллитов, которые изменяются при разных температурах. Учёные обнаружили, что кристаллиты гематита из более высоких участков кратера Гейл имели размер менее 10 нанометров, в то время как кристаллиты из более низких участков были, как правило, крупнее, достигая до 65 нанометров. Эти результаты согласуются с наблюдениями, что образцы с более высоких участков содержали как гематит, так и гетит, в то время как образцы с более низких участков не содержали гетита.
|
|
|
|
Они пришли к выводу, что в более тёплых условиях, когда pH воды нейтрален или слабощелочной, гетит может превращаться в гематит. Эти более тёплые условия также способствовали увеличению размера кристаллитов гематита в более глубоких слоях кратера Гейл посредством процесса, известного как созревание Оствальда, при котором более мелкие кристаллиты растворяются и способствуют росту более крупных.
|
|
|
|
«Это может указывать на то, что верхние слои были холоднее и содержали недостаточно воды, или же присутствие воды было относительно кратковременным, поэтому кристаллиты не имели достаточно времени и условий для роста», — сказал Перещажко. «Но нижние слои содержали теплую воду в течение длительного времени, что позволило этим кристаллитам вырасти».
|
|
|
|
Уникальной особенностью этого исследования является то, что данные получены из марсианских образцов, а не из теоретического моделирования. Роботизированная рука «Кьюриосити» доставляла измельченную породу в входной канал прибора CheMin, где она анализировалась.
|
|
|
|
«Благодаря рентгенодифракционным картинам CheMin мы можем изучить размер и габариты кристаллов гематита — информацию, которую невозможно получить с помощью спутникового анализа марсианской поверхности», — сказал Том Бристоу, главный исследователь прибора CheMin в исследовательском центре НАСА имени Эймса в Силиконовой долине Калифорнии.
|
|
|
|
Эшвин Васавада, научный руководитель проекта Curiosity в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, заявил, что CheMin способен проводить измерения с исключительной научной точностью.
|
|
|
|
«Он не просто показывает наличие гематита, — пояснил Васавада. — Данные можно использовать для определения размера и формы кристаллитов гематита, а также наличия других родственных минералов, что и было необходимо для получения этого результата».
|
|
|
|
Источник
|
