Марсианский грунт на 2% состоит из воды

Curiosity посадили в очень удачном месте, о чём свидетельствует очередная порция исследований.


Американский марсоход Curiosity рассказывает о Марсе очень много: благодаря ему мы узнаём и о процессах, протекавших в далёком прошлом в недрах планеты, и о нынешнем взаимодействии между поверхностью Марса и его атмосферой.

Исследования отдельных камней, песка и пыли подарили нам новые сведения и локального, и глобального масштаба. Анализ наблюдений и измерений, выполненных научными приборами ровера за первые четыре месяца пребывания на Марсе (напомним, Curiosity опустился на планету 6 августа 2012 года), представлен в пяти статьях, увидевших свет в журнале Science.

Пожалуй, главное открытие заключается в том, что молекулы воды связаны с мелкими частицами грунта, на которые приходится около 2% массы частиц в кратере Гейла, где находится марсоход. Из этого следуют глобальные выводы, ибо данный материал, скорее всего, распространён по всей планете.

Curiosity выпала также честь провести первый всесторонний внеземной минералогический анализ с помощью стандартного лабораторного метода, который применяется для идентификации минералов на Земле. Выводы о кристаллических и некристаллических компонентах грунта позволяют судить об истории вулканизма на Марсе.

Информация об эволюции марсианской коры и более глубоких слоёв планеты получена благодаря минералогическому анализу фрагмента вулканической породы под названием «Jake M.» размером с футбольный мяч. Подобные камни считаются результатом остывания расплавленного материала, образовавшегося глубоко под корой. Химический состав такой породы позволяет разобраться в температуре, давлении и химических условиях, при которых она кристаллизовалась.

«Этот камень больше остальных похож на земные вулканические породы, — рассказывает Эдвард Столпер из Калифорнийского технологического института (США), ведущий автор соответствующей статьи. — Это удивительно, ведь изученные ранее вулканические породы Марса значительно отличались от земных камней и от Джейка-Эм».

Стоит отметить и анализ состава и процесса формирования наноса из песка и пыли, ведущим автором которого стал Дэвид Блейк из Исследовательского центра НАСА им. Эймса.

Curiosity изучил тот нанос, названный Рокнестом (Rocknest), с помощью пяти инструментов, выполнив бортовой лабораторный анализ образцов, собранных с марсианской поверхности. У наноса сложная история. Его составляют не только песчинки местного происхождения, но и более мелкие частицы, по которым можно судить о пыли, распространённой по всему региону и даже по всей планете.

Марсоход оснащён лазерным прибором, который умеет определять состав материала на расстоянии. Этот инструмент показал, что мелкозернистый компонент Рокнеста совпадает с составом принесённой ветром пыли и содержит молекулы воды. За три первых месяца ровер успел вглядеться в 139 точек в Рокнесте и других районах и обнаруживал водород (учёные интерпретируют его как воду) всякий раз, когда лазерный луч попадал на мелкозернистый материал.

«Состав мелкозернистого компонента марсианского грунта схож с композицией пыли, развеянной по всей планете, и теперь мы знаем о её гидратации больше, чем когда бы то ни было», — подчёркивает Пьер-Ив Меслен из Института астрофизических и планетологических исследований в Тулузе (Франция), ведущий автор рапорта о показаниях лазерного инструмента.

Внутренняя лаборатория Curiosity определяла состав образцов с Рокнеста с помощью рентгена. Этот метод, изобретённый в 1912 году, и есть тот самый лабораторный стандарт, без которого не обходится идентификация минералов на Земле. Необходимое для него оборудование было уменьшено в размерах, чтобы оно могло поместиться в аппарат, доставивший Curiosity на Марс, и, кстати, разработанные в процессе миниатюризации подходы принесли пользу не только там, но и на Земле. О том, как применялся этот метод и какие дал результаты, рассказывают Дэвид Биш из Индианского университета в Блумингтоне (США) и его коллеги.

Рентгенография позволила выявить десять минералов, а также обнаружить, что в образцах из Рокнеста неожиданно много аморфных ингредиентов (наряду с кристаллическими) — стеклоподобного материала, распространённого компонента вулканических отложений на Земле.

Ещё один инструмент марсианской лаборатории на колёсах помог разобраться в изотопном составе газов, которые образовались при нагревании грунта из Рокнеста до 835 °C в крошечной печке внутри Curiosity. Оказалось, что грунт примерно на 2% состоит из воды, причём молекулы воды связаны как раз с аморфным материалом.

«Соотношение различных изотопов водорода говорит о том, что эта связь — результат взаимодействия грунта с современной атмосферой», — рассказывает Лори Лешин из Политехнического института Ренсселера (США), ведущий автор статьи о «печке».

Нагревание образца из Рокнеста выявило также соединение с хлором и кислородом (скорее всего, это хлорат или перхлорат), которое ранее обнаруживалось на Марсе только в одном месте на более высокой широте. Curiosity находится в районе экватора, то есть вещество, по-видимому, распространено повсеместно.

Анализ данных, полученных ровером в первые четыре месяца работы, продолжается. Напомним, что, хотя марсоход считается американским, в действительности это плод международных усилий: бортовые инструменты разработаны и изготовлены не только в США, но и в Канаде, Испании, России и Франции.

Подготовлено по материалам Лаборатории реактивного движения НАСА.