Вчені відтворили "велику картину" води на Марсі за даними ровера

Дані, отримані від ровера понад 20 років тому, пролили світло на існування рідкої води на давньому Марсі. Ровер NASA Spirit був обладнаний спеціалізованим приладом, відомим як спектрометр Месбауера, який виконував мінералогічні аналізи ґрунту, каміння та пилу на поверхні Червоної планети в кратері Гусева. Окремі вимірювання не завжди вказували на безсумнівні докази води, але коли вчений Паоло де Соуза з Університету Едіта Коуна в Австралії проаналізував роки вимірювань разом, з'явився чіткий патерн, що свідчить про наявність мінералів, які могли існувати лише за наявності води. Його аналіз показує, що Марс колись мав значно більше води, ніж вчені очікували, і що дані, що свідчать про її існування, були в даних усе це час.

Панорама регіону, де приземлився ровер Spirit у кратері Гусева. Пил і ґрунт на місці показують сліди водних мінералів, включаючи змінений магнетит і гематит. Кредит: NASA/JPL-Caltech/Cornell

Де Соуза зосередив свою увагу на існуванні гематиту та зміненого магнетиту, виявлених у марсіанському ґрунті. Ці два мінерали часто формуються, коли каміння взаємодіє з водою. Гематит, зокрема, є основою вражаючих "чорничок", знайдених на Марсі в районі Меридіані Плауном ровером Opportunity. Сліди гематиту в дослідженні де Соуза були отримані з 32 незайманих ділянок ґрунту Гусева. Результати роботи де Соуза стали найдетальнішим профілем залізних мінералів марсіанського ґрунту на сьогодні. Вчені не очікували знайти гематит у ґрунті на цьому місці, тому це відкриття стало несподіванкою. Виявилося, що він там був усе це час, просто в кількостях, занадто малих для кожного вимірювання з ровера.

"Одним із найважливіших відкриттів було виявлення кристалічного гематиту в звичайному марсіанському ґрунті," - сказав професор де Соуза. "Ця поширеність мінералу свідчить не лише про те, що вода була присутня, але й про те, що значні території Марсу могли бути колись покриті водою."

Гематит, магнетит і вода на Марсі

Гематит є "оксидом заліза". Він формується за наявності рідкої води, а також у вулканічних регіонах. На Марсі існують обидва типи середовищ, але райони, де знаходять гематит, здаються такими, що в основному формувалися внаслідок минулого контакту з водою. Саме тому де Соуза та інші вважають, що ці райони Марсу колись були затоплені водою.

Магнетит зустрічається як у вулканічних, так і в осадових породах на Землі. Це також мінерал, що містить залізо, і на Марсі його наявність свідчить про те, що вода та каміння взаємодіяли. Той факт, що він також знаходиться на великих територіях, вказує на тепле, вологе минуле Марсу.

Марсіанські "чорнички", зафіксовані ровером Opportunity в Меридіані Плауном під час його дослідження. Ці гематитові кулі, ймовірно, утворилися в контакті з водою. Кредит: NASA/JPL Public Domain.

Шари пилу, які ровер досліджував у кратері Гусева, містять сліди водних мінералів, які знайдені по всій планеті. Висновки де Соуза свідчать про те, що шар пилу охоплює величезні площі Марсу. Ймовірно, він утворився протягом мільйонів років завдяки постійному вітровому ерозії, змінам температури та бурям, які переміщали величезні обсяги пилу по поверхні Марсу.

Повернення до минулих даних

За словами де Соуза, кожне вимірювання ровера не було достатнім, щоб прийти до остаточного висновку про воду на Марсі. Але, взяті разом, вони малюють вражаючу картину минулого Марсу. "Багато вимірювань не були достатньо деталізованими, щоб ідентифікувати мінерали, присутні в дуже малих кількостях," - сказав він. "Об'єднавши дані та проаналізувавши їх новим способом, ми змогли виявити інформацію, яка була прихована протягом багатьох років."

Де Соуза витратив кілька років на ретельну роботу, переглядаючи всі вимірювання, щоб відтворити картину води на Марсі, особливо в кратері Гусева. Йому довелося врахувати безліч факторів, що впливають на вимірювання, включаючи температурні умови, зразки з різних регіонів ґрунту, фізичну та хімічну вивітрювання поверхневих матеріалів, а також вплив мільйонів років глобальних пилових бур.

У майбутньому де Соуза проведе аналогічний аналіз даних з ґрунтів, досліджених ровером Opportunity в Меридіані Плауном. Якщо все піде за планом, сотні вимірювань будуть проаналізовані та об'єднані, щоб сформувати "велику картину" оцінки води на Марсі в цьому регіоні. Робота над ґрунтами кратера Гусева та Меридіані Плауном також підкреслює необхідність майбутніх місій до Червоної планети, які повинні бути оснащені спектрометрами для проведення більш тривалих досліджень ґрунту, ніж це могли зробити прилади Opportunity та Spirit.