Подтвердили все открытия Curiosity за год работы на Марсе

Марсианский камень "Джейк Матиевич", изученный марсоходом во время его первой остановки, сформировался из магматических горных пород в присутствии жидкой воды, заявляют ученые в одной из публикаций в журнале Science, посвященных работе Curiosity на Красной планете.

С момента приземления Curiosity на поверхность Марса в начале августа 2012 года, марсоход успел проверить все свои 10 научных инструментов в деле, в том числе российский нейтронный детектор DAN, лазерную "химическую" камеру ChemCam и микролабораторию SAМ. За это время ученые совершили несколько важных открытий, в том числе нашли следы воды и простейшей органики в почве, подтвердили возможность существования жизни на раннем Марсе, а также составили карту ветров в кратере Гейл.

Научная команда Curiosity объявляла об этих открытиях сразу после анализа данных, переданных марсоходом на Землю, однако ее полноценная обработка и подготовка научных публикаций потребовала времени. Сразу пять коллективов планетологов, работающих с Curiosity, подвели итог первого этапа работы марсохода на поверхности Красной планеты.

"Водяной камень"

В первой статье Эдвард Столпер из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) и его коллеги проанализировали химический состав камня "Джейк Матиевич", который стал первой "мишенью" для камеры ChemCam, спектрометра APXS и некоторых других инструментов марсохода.

Также предварительный анализ показал, что это крайне необычный кусок породы, аналогов которого ученые пока не встречали на Марсе. Так, он содержит в себе необычно высокие доли щелочных металлов, и состоит из зерен минералов, которые присутствуют на Земле, но почти не встречаются или отсутствуют на Красной планете.

После повторного анализа данных с APXS и ChemCam группа Столпера обнаружила, что "Джейк" содержит в себе около 1-2% воды. Учитывая химический состав камня, это делает его близким "кузеном" одной из земных пород — так называемого муджиерита, который обычно встречается на вулканических островах на Земле или у подводных рифтовых разломов.

Данный факт позволяет говорить о том, что вода достаточно часто встречалась на древнем Марсе, так как муджиериты формируются на Земле только в присутствии жидкости. В свою очередь, это еще раз подтверждает то, что Красная планета была значительно "дружелюбнее" к жизни в далеком прошлом, чем сегодня.

В поисках воды

Пьер-Ив Меслин из Института астрофизики и планетологи в Тулузе (Франция) и его коллеги сравнили химический состав почв Марса, используя данные, собранные прибором CheMin и камерой ChemCam по мере движения марсохода по поверхности Красной планеты. В общей сложности ученые проанализировали состав и структуру 139 участков почвы, что позволило им выделить два основных типа грунта.

Первый из них состоит из тонко перемолотых фрагментов основных пород, формирующихся в глубинных слоях мантии, и содержит в себе относительно большие доли магния и кальция. Вторая группа почв состоит из кислых пород и содержит преимущественно грубые зерна с высокой концентрацией алюминия, кварца и других соединений, включающих в себя кремний. С другой стороны, главным общим признаком этих почв было то, что все их образцы содержали водород и воду.

По словам ученых, почва и атмосфера Марса не обмениваются водой, о чем свидетельствует отсутствие различий в концентрации ионов водорода во внутренних и внешних слоях грунта во время дня и ночи. Это одновременно означает, что вода в почве Марса химически связана с другими соединениями, и при этом оставляет нам надежду на то, что замороженная или даже жидкая вода может скрываться на большой глубине.

Тайны "Скального гнезда"

Третья группа планетологов под руководством Дэвида Блейка из Исследовательского центра Эймса НАСА (США) провела необычное исследование, изучив структуру песчаных почв на месте второй остановки Curiosity, так называемого "Скального гнезда", по микрофотографиям, полученным при помощи камер и лаборатории SAM на борту марсохода.

По словам ученых, почва в "Скальном гнезде" примерно наполовину состоит из перемолотых фрагментов базальта и других пород, размеры частиц которых не превышают 150 микрометров. Другим основным их компонентом является смесь из аморфных материалов, содержащих в себе железо, воду, кислород, оксиды серы и углерода, а также хлор.

Авторы статьи отмечают, что отложения песка в "Скальном гнезде" очень похожи по своей консистенции и химическому составу на грунт из кратера Гусева и плато Меридиана, где работали марсоходы Spirit и Opportunity. Это говорит о том, что подобные "барханы" формируются по одним и тем же принципам как на экваторе Марса, так и на высоких широтах.

Их коллеги во главе с Дэвидом Бишем из университета штата Индиана в городе Блумингтон (США) составили карту минералов в "Скальном гнезде" при помощи прибора CheMin, предварительные результаты работы которых были объявлены еще в октябре прошлого года.

Ученые подтвердили, что почвы в этом уголке Марса похожи на вулканический туф с Гавайских островов, а также выяснили, что содержит в себе множество стеклянных шариков, которые могли возникнуть в результате падения метеорита неподалеку от "Скального гнезда" и разбрасывания расплавленных капель марсианских вулканических пород.

Главный вопрос

В последней публикации Лори Лешин из Политехнического института Ренсселера в Трое (США) и ее коллеги отчитались об одном из самых серьезных открытий Curiosity — обнаружении органики на Марсе, о чем НАСА заявило еще в начале декабря 2012 года.
К такому выводу ученые пришли после того, как разложили пробы почвы из "Скального гнезда" в химической лаборатории внутри марсохода и "просветили" их при помощи масс-спектрометра. Вдобавок к обнаруженным ранее перхлоратам, ученые обнаружили в образцах большое количество воды, двуокиси серы и углекислого газа. Судя по низкой температуре разложения, их источником были молекулы циановой кислоты, сероводорода и неизвестных органических соединений.

В целом, ученым удалось подтвердить и представить научному сообществу все открытия, о которых они заявляли на протяжении первого года работы Curiosity на Марсе. Обнаружение воды и органики на Красной планете действительно свидетельствует о том, что жизнь могла зародиться на ней в далеком прошлом, однако ее возможные следы будет крайне сложно найти при помощи Curiosity из-за отсутствия соответствующих инструментов на его борту. С другой стороны, эта задача станет основной миссией следующего ровера НАСА, который будет отправлен на Марс в 2020 году.