Кратер гейла на марсе


Исследователи считают, что на Марсе когда-то вполне могла существовать примитивная жизнь (по крайней мере, на Красной планете были обнаружены следы простейшей органики). Очередное косвенное доказательство этому — открытие, показавшее, что кратер Гейла, исследуемый марсоходом "Кьюриосити", некогда был озёром, которое могло поддерживать эту жизнь.

Анализ отложений и геологических особенностей кратера Гейла, места высадки марсохода Curiosity, показал, что некогда это место периодически наполнялось водой – причём происходило это на протяжении нескольких сотен или даже тысяч лет. Добавим, что ранее марсоход также обнаружил доказательство существования древнего марсианского мелководного озера и русел ручьёв.

"Очевидно, что кратер Гейла в древности был глубокой ямой, стабильно заполнявшейся водой, то есть некогда у Марса в определённый момент его истории была плотная атмосфера, как и показывали некоторые современные компьютерные модели, – рассказывает геолог Джон Гротцингер (John Grotzinger) из Калифорнийского технологического института. – Это также означает, что были и другие водоёмы".


Новое исследование существенно укрепляет гипотезы о том, что, если жизнь и существовала когда-то на Марсе, то жилых сред на планете было достаточно.

Исследование, опубликованное журналом Science, не только доказывает, что ударные кратеры могут заполняться водой, но также подтверждает теорию о том, что гора Эолида высотой в 5500 метров имеет осадочное происхождение.

"Объект такой высоты мог появиться только при наличии постоянной стоячей воды, в которой образуется осадок, заполняющий озеро. Затем вода поднимается, что создаёт больше пространства для дальнейшего накопления осадков слой за слоем", – объясняет Гротцингер.

Планетологи пришли к выводу, что слои осадочных пород не были полностью размыты, а впоследствии такая геологическая особенность в самой середине кратера сформировалась из-за выветривания и эрозии пород.

Учёные считают, что кратер был заполнен осадками в течение примерно 500 миллионов лет (3,2-3,7 миллиарда лет тому назад) – к этому же времени относятся и старейшие осадочные породы на Земле.

Специалисты были удивлены таким сходством между нашей планетой и Марсом. Несмотря на то, что окончательных прямых доказательств внеземной жизни всё ещё не найдено, геологические результаты свидетельствуют о том, что на планете было всё необходимое для зарождения и развития микробной жизни. Более того, существует теоретическая вероятность и того, что эти примитивные формы жизни где-то на Марсе сохранились до сих пор.  


Источник: www.vesti.ru

Данные марсохода «Кьюриосити» показали, что осадочные породы в кратере Гейла обладают очень пористой структурой. Такой результат стал неожиданностью для ученых, так как прошлые оценки показывали, что плотность почвы в этом районе должна быть намного выше. Как сообщается в журнале Science, открытие позволяет пролить свет на образование горы Шарпа, находящейся в центре кратера Гейла.

Ровер «Кьюриосити» приземлился на поверхность Марса в 2012 году. Его главная задача — сбор сведений о климате и геологии Красной планеты. С момента приземления в кратере Гейла марсоход двигался в сторону подножия горы Шарпа, которая представляет собой центральную возвышенность кратера, покрытую огромной толщей эродированных слоев осадочных пород. Раньше ученые предполагали, что некогда кратер был полностью заполнен осадочными породами, которые со временем образовали вершину горы Шарпа. Однако новые данные говорят в пользу того, что гора Шарпа изначально была примерно такой же, какой мы ее видим сегодня.


Авторы новой статьи измерили плотность осадочных пород под ровером «Кьюриосити» при помощи анализа изменения гравитационного ускорения g в районе его работы. На Земле ускорение свободного падения оказывается больше в областях, где находятся горы или залежи полезных ископаемых, и меньше в областях пустот или залежей легких солей. Отличия в значении g незначительны, отклонение составляет не больше одной десятой (среднее значение равно 9,81 метра на секунду в квадрате), однако это позволяет узнать информацию о внутреннем строении небесного тела.  

В число научных приборов марсохода не входил гравиметр, так что ученым пришлось применить нестандартный подход. Для своей работы исследователи под руководством Кевина Льюиса (Kevin W. Lewis) из Университета Джонса Хопкинса использовали данные внутренней системы Rover Inertial Measurement Units, которая включает в себя акселерометры и гироскопы, предназначенные для анализа его положения в пространстве. Однако в спокойном состоянии акселерометр может быть также использован и для измерения гравитационного ускорения. Планетологи проанализировали данные, собранные в промежутке между 60 и 1743 сол (сутки на Марсе), и в результате получили около 700 отдельных измерений. Чтобы повысить их точность, ученые скорректировали результаты с учетом изменения высоты, на которой находился ровер (чем он выше, тем гравитационное ускорение меньше), и температуры и построили модель.


В результате выяснилось, что плотность пород внутри кратера Гейла составляет около 1680 ± 180 килограммов на кубический метр. Это значение намного меньше прошлого, которое было получено инструментом ChemIn, изучающим минеральный состав почвы Марса — оно составило 2810 килограммов на кубический метр. Данные указывают на высокую пористость осадочных пород, по которым передвигается «Кьюриосити», а также на то, что основание горы Шарпа не было засыпано большим количеством грунта с момента ее образования — иначе бы оно уплотнилось со временем.

Работа планетологов помогает лучше понять историю кратера Гейла и находящейся в его центре горы. Кроме того, измерения ровера смогут дополнить данные гравитационных обзоров, в частности для тел, чья атмосфера аналогична марсианской.

В прошлом году на Марсе начался пылевой шторм, который затронул всю планету, в том числе и район работы «Кьюриосити», но ровер не пострадал, а вот другой марсоход, «Оппортьюнити», с тех пор не выходит на связь.

Кристина Уласович

Источник: nplus1.ru

Марсоход NASA Curiosity при изучении кратера Гейла на Красной планете обнаружил обогащенные минеральными солями породы, свидетельствующие о наличии в древности системы неглубоких соленых водоемов.


Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience, а коротко о нем сообщается на сайте NASA. Авторы рассказывают о результатах анализа древних пород, обнаруженных в кратере Гейла. Этот огромный древний бассейн имеет диаметр около 150 км.

Изучение пород позволило понять, каким был ландшафт Марса в данном регионе порядка 3,5 миллиарда лет назад. По мнению ученых, в тот период времени марсианская среда отличалась нестабильностью, вызванной климатическими колебаниями.

Исследование подтвердило, что климат на Красной планете был влажным. По стенам кратера Гейла стекали потоки воды, которые заполняли его, скрывая дно. Затем вода высыхала, после чего цикл повторялся. Вероятно, это повторялось много раз на протяжении миллионов лет.

Дно кратера периодически покрывалось густой сетью неглубоких и небольших по размерам соленых озер. Установить это удалось при помощи данных марсохода Curiosity. Он обнаружил настоящий оазис, получивший название остров Саттона.

Это небольшой участок размером около 150 метров в поперечнике, который марсоход посетил еще в 2017 году. Обычно, когда озеро полностью высыхает, оно оставляет после себя скопление чистых кристаллов соли. Но соли острова Саттона оказались совершенно иными.

Во-первых, это минеральные соли, а не поваренная соль. Во-вторых, они смешаны с донным осадком. То есть они кристаллизовались во влажной среде — возможно, прямо под испаряющимися мелкими прудами с соленой водой.


Исследователи исходили из того, что Земля и Марс были похожи на ранней стадии своего развития. Поэтому они предположили, что остров Саттона, возможно, напоминал соленые озера в Альтиплано в Южной Америке.

Ручьи и реки стекают с горных хребтов на это засушливое высокогорное плато и наполняют изолированные бассейны, похожие на кратер Гейла на Марсе. При этом озера на Альтиплано находятся под сильным влиянием климата точно так же, как и кратер Гейла.

«В течение самых засушливых периодов озера Альтиплано становятся более мелкими, а некоторые из них могут полностью пересохнуть, — говорит ведущий автор исследования Уильям Рапин. — Тот факт, что они лишены растительности, тоже делает их немного похожими на Марс».

По мере подъема марсохода на гору Шарпа все заметнее тенденция перехода ландшафта от влажного к сухому. Но она оказалась не линейной. По мнению ученых, скорее всего, это был такой же цикличный процесс, как и на острове Саттона, который чередовал более засушливые периоды времени с более влажными.

Ветер и проточная вода с течением времени образовали осадочные слои, которые затвердели и превратились в горные породы. Их детальное изучение позволит определить, как долго длился процесс превращения Марса в пустыню.

Источник: rg.ru

Как и обещал, публикую материал о том месте, которое сейчас исследует марсоход Curiosity. Кратер Гейла и гора Шарпа (Эолида), по мнению NASA – самые перспективные объекты для исследования на поверхности Марса. Оттуда мы сможем получить самую богатую научную информацию, которою в состоянии собрать такой совершенный робот-геолог как Curiosity.


image

Для того чтобы выбрать удачное место для исследований на Марсе, необходимо было как следует изучить планету дистанционно – с орбиты. Для этого в 2005 году был запущен Mars Reconnaissance Orbiter – выдающийся прибор, достойный своего сухопутного последователя. Этот спутник – фактически телескоп, обращенный вниз, который имеет несколько камер, позволяющих снимать поверхность Марса с детализацией до 25 см на пиксель. Он вращается по круговой орбите на высоте 300-275 км над планетой и непрестанно сканирует поверхность своими оптическими приборами
image

Стараниями MRO и его предшественников было определено несколько участков, которые представляют наибольший интерес для исследования и обещают интересные открытия. Практически все они связаны с деятельностью воды на поверхности Марса, и только кратер Гейла с горой в центре представляет собой более сложное образование.


Гора Шарпа или официально «Эолида» интересна хотя бы тем, что ученые всего мира просто не в состоянии понять, как же она образовалась. Помимо этой загадки, Эолида прежде всего привлекательна для ученых своим строением. Ее слоистая структура – это уникальное обнажение, которое удобно для исследования доступными техническими средствами. Эти факторы обусловили решение геологов NASA, которые после активных дискуссий выбрали кратер Гейла как цель для MSL Curiosity.
image

Кратер Гейла – это очень древний геологический объект на поверхности Марса. По сегодняшним оценкам ему 3,5-3,8 млрд. лет. То есть он захватывает древнейший – Нойский (Noachian) период известной на сегодняшний день марсианской геологической истории. Свои первые 100 тыс. лет кратер существовал во времена, когда условия на Марсе были очень похожи на условия Земли в период зарождения первой жизни. Он возник после падения огромного астероида диаметром несколько километров. От удара образовался 150-километровый кратер. Сила взрыва сравнима с ударом, который 65 млн. лет назад погубил на Земле динозавров. Несмотря на масштабы удара, этот кратер далеко не самый большой на Марсе. Подобных ему десятки, а рекордсмены: Эллада, Аргир, Исидис, – превосходят Гейла в десять и более раз.


Особенностью образования кратера Гейла является высокое центральное поднятие. Подобные пики не редкость в кратерах такого масштаба. При ударе планетарная кора ведет себя практически так же, как поверхность жидкости при падении капли, а появление центрального пика зависит от строения коры и количества выделившейся во время удара энергии – успеет гора застыть или расползется, оставив дно кратера плоским.
image

Отличие горы Шарпа от прочих марсианских кратеров в том, что она не осталась в одиночестве, а начала собирать вокруг себя осадочную «юбку» — слой за слоем расползаться в стороны к краю кратера, но при этом отложения не наполнили кратер по самые края, оставив глубоким дно.

После того как кратер Гейла привлек внимание NASA, его еще более пристально изучили с орбиты. Исследования проводились как в оптическом диапазоне – камерой HiRise MRO, так и в инфракрасном. Анализ, проведенный камерой THEMIS спутника Mars Odyssey, позволил определить геологические различия в структуре грунта, который выглядит однообразным для обычного человеческого взгляда.

THEMIS позволяет определять различия в марсианской породе благодаря исследованию термальной инерции. Говоря простым языком, камера видит, как быстро остывает поверхность после нагрева и как быстро нагревается после охлаждения. В зависимости от своего геологического строения, поверхность ведет себя по-разному: песок быстро нагревается и быстро остывает, камень долго копит тепловую энергию и долго отдает ее в течение ночи. Чтобы определить разницу нагрева-охлаждения, съемку проводили в дневном и ночном режиме.


image

Похожий прибор был установлен еще на советском аппарате «Фобос-2». Занимаясь исследованием поведения марсианского грунта под тенью Фобоса, он успел породить отечественную уфологическую легенду про «веретенообразный НЛО» и «инверсионный след» на Марсе. Хотя всего лишь снял остывший в тени Фобоса грунт инфракрасной камерой. К сожалению, проработал он всего пару месяцев, а Mars Odyssey трудится уже почти десятилетие, а после недавней «пересадки мозга» — перехода на резервный компьютер – готов работать еще столько же.
image

Исследование HiRise и THEMIS определили точку посадки в самом кратере Гейла. Подробно изучая гору Шарпа, ученые обнаружили два глубоких каньона, которые рассекли толщу горы и создали удобный участок для осмотра ее внутреннего строения. Неподалеку от одного из них термальная съемка определила еще один интересный участок поверхности Эолида Паллс – равнины Эолида. Поток воды с северо-запада размыл кольцевой вал кратера и вынес на равнину веер (fan) аллювиальных пород. Этот веер имеет разные характеристики грунта с низкой и высокой термальной инерцией, то есть одна часть рыхлая, вторая очень плотная.
image
(Фиолетовый — рыхлые отложения, зеленый — твердые. Красный цвет — каньон и русла. Расположение Curiosity обозначено белым крестиком)

Помимо этого на равнине имеются достаточно распространенные для Марса детали рельефа, которые встречаются не только в кратере Гейла, но сухопутными средствами они еще не изучались. Речь идет об inverted channels «руслах навыворот» (на схеме отмечены желтым).
image

Считается, что это речные русла, в которых грунт изменил свою структуру и оказался крепче окружающей поверхности, которая была разрушена ветровой эрозией. То есть ветер снял берега рек ниже их дна, но донные отложения оказались более устойчивы к выветриванию. Альтернативная теория их формирования говорит о том, что инвертированные русла возникали, когда речные потоки выносило в стоячие водоемы. Потоки замедлялись и песок, который переносило водой, опускался на дно озер и морей. Подобным образом формируются речные дельты на Земле, и также формировались на Марсе, но насчет возникновения inverted channels единства мнений пока нет. Рабочие инструменты Curiosity могут помочь разобраться и в этом, но марсоход приземлился вдали от этих «каналов» и вряд ли ради них сделает крюк в несколько километров.

Там, где приземлился марсоход, наибольшее внимание ученых приковал к себе участок с тремя типами грунта.
image

Место, названное Гленелг, стало первой крупной целью Curiosity, которая даже вынудила его слегка отклониться от первоначального маршрута. В данном месте сходятся три типа поверхности: конус выноса с низкой термальной инерцией; участок, который NASA обозначает как HTI — high thermal inertia – с высокой термальной инерцией; и более древний участок, густо усыпанный кратерами.

Исследование первого типа грунта проходило во время пути до Гленегла. Именно здесь была обнаружена окатанная галька, которая указала на воздействие потока воды.
image

Гораздо больший интерес геологов вызывает порода HTI. Сейчас это самая главная загадка, с которой собирается разобраться Curiosity. По логике, высокая термальная инерция характерна для скальных пород, но располагается этот тип поверхности только в одном месте кратера Гейла — в конусе выноса из размытой стенки кратера. Первоначальная версия геологов была в том, что эта порода была размыта водой и сцементировалась, когда поток высох. Вид из космоса подсказывал, что такой сценарий вполне правдоподобен – поверхность выглядит как дно пересохшего озера, которое потрескалось. Однако марсоход взглянул на это место снизу, и все меньше надежд остается на то, что эта поверхность подобна засохшему илу.
image
Форматы больше ВК

После того как Curiosity вышел с конуса выноса к Гленелгу, все больше его камеры стали фиксировать напоминающие вулканические породы камни, и почти совсем исчезла окатанная галька. Поначалу на свое вулканическое происхождение указывали отдельные камни. Самый первый доказанный вулканический булыжник – «Джейк Матиевич».
image

Потом их число стало расти.
image

Наконец, когда некоторые слои стали напоминать целые застывшие потоки лавы, я понял, что пора искать вулкан.
image

Ближайший известный вулкан – в нагорье Элизиум в 1200 км от кратера Гейла. Отдельные камни как-то можно было представить прилетевшими в ходе мощнейших извержений. На Земле Кракатау раскидывал камни на сотни километров, а из-за низкого притяжения на Марсе дальность могла возрасти в несколько раз. Но лавовую реку так далеко забросить невозможно, тем более она должна еще преодолеть кольцевой вал кратера. Вывод напрашивался очевидный – где-то поблизости был вулкан. При этом вероятность того, что гора Шарпа – вулкан, практически нулевая. Со спутника не видно никаких признаков вулканической активности на самой горе. NASA ничего не упоминает о вулкане.

Пришлось самостоятельно вооружиться стереоочками и отправиться в путешествие по анаглифичному снимку кратера и его окрестностей.
image
(NASA предлагает всем владельцам красно-синих очков погрузиться в мир марсианских 3D-анаглифов)

И вулкан нашелся довольно быстро. Точнее гора, которая может быть интерпретирована как вулкан. Возвышение в виде полумесяца можно найти к северо-западу от места посадки. Как раз там, откуда вытекал поток воды, прорезавший вал кратера и выносивший потоки породы на равнину.
image

Предположение, что эта гора – вулкан, объясняет многие наблюдения. Во-первых, речное русло могло сформироваться, когда извержения приводили к таянию ледников, которые могли лежать у подножия вулкана. Во-вторых, находят объяснения все эти куски пемзы, вулканического туфа и лавовые натеки вокруг марсохода. В-третьих, именно лава могла оказаться той твердой породой с высокой степенью термальной инерции. Правда, если сравнить карту термальной инерции пород с нынешним местоположением марсохода, то видно, что до HTI он еще не доехал, а лавы кругом уже целые пласты. Так что окончательно загадка не разгадана.
image
(Красные точки — маршрут марсохода)

NASA, как кажется, об этом вулкане даже не догадывается, по крайней мере о нем нет ни одного упоминания в научной документации, описывающей место посадки, и нет ни одного кадра этого места камерой высокого разрешения HiRise спутника MRO, которой сам кратер Гейла и русло реки изучались весьма пристально.

Но в кратере хватает и других загадок. Еще два месяца назад, когда Curiosity забрался в свое каменное гнездо (Rocknest) и провел в нем 40 дней, в объективы его камер попался очень интересный участок.
image

Эти слои, названные Shaler, располагаются как раз на границе двух типов поверхности и могут раскрыть подробности происхождения самого древнего участка Гленелга. Обычно такие слои из песчаника формируются при сезонном воздействием воды. Причем строго горизонтальные слои – на дне водоемов, а косые – в прибрежной зоне – фактически на пляжах.

Вот, к примеру, песчаник Аризоны:
image

Но материал этих марсианских слоев еще не известен, поэтому возможно и другое его происхождение. Дело в том, что марсоход сейчас целенаправленно движется к точке Point Lake, где предполагается провести первые буровые работы на Марсе.
image

В своем движении он только незначительно отвлекается на интересные объекты. Возможно, команда Curiosity предполагает возвращаться тем же маршрутом, поэтому обходит стороной даже такие привлекательные места как Shaler.
Но место это удивительное. На это намекает и название, данное в честь американского палеонтолога. Явно, NASA ждет там что-то интересное.
image

Я с нетерпением жду когда они вернутся к исследованию этих слоев.
image

По мере спуска в низину, названную Yellowknifle Bay, под колеса марсохода стали попадаться странные «пузыри».
image

Это еще одна загадка, которую NASA, судя по всему, отложило на потом, поскольку за время всего пробега внимание им практически не уделялось. Только один из них был снят цветной камерой, и, кажется, даже ни одного не обстреляли Chem Cam, чтобы узнать химический состав. О том, что это за «пузыри», можно только строить предположения. Если под колесами лава, то это могут быть следы упавших камней, которые попали в густеющий поток и оставили такие вмятины. Если это песчаник или другие древние отложения, то подобным образом могут формироваться железистые конкреции.
image
(Это фото с Земли)

Учитывая недавний ажиотаж вокруг обнаружения-необнаружения органики в марсианской почве, надо рассказать, когда же нам ждать сенсации. Вулканические породы не богаты органикой даже на Земле, тем более органики биологического происхождения там быть не может. Плохо сохраняется биологическая органика и в аллювиальных отложениях. Наибольшие надежды астробиологов NASA, да и всего мира, связаны с одним тоненьким слоем, обнаруженным в кратере Гейла, – филлосиликатами или смектитами.

image

Практически только ради них и снарядили прибор SAM, способный обнаруживать органику биологического происхождения. Филлосиликаты — это древняя глина, образованная водой, размывшей вулканические отложения в Нойское время. Такая порода широко распространена на Земле и очень редка на Марсе. Особенность ее формирования в том, что вода в этот период была благоприятна для жизни, то есть не содержала большое количество сульфатов и перхлоратов, которые отравили ее в следующую геологическую эпоху Гесперид.
image

Выше этого слоя уже идут сульфаты, то есть восхождение на гору Шарпа, с точки зрения астробиологии, уже не так интересно, как исследование подножия. Зато исследовав эти смектиты, Curiosity сможет дать практически окончательный ответ на сакраментальный вопрос — была ли жизнь на Марсе или нет. Вот только доберется он до них еще не скоро.
image

Если марсоход будет двигаться по ранее запланированному маршруту, то до филлосиликатов ему ехать примерно восемь километров. Пока же он преодолел примерно 500 метров, причем практически в противоположную сторону. После того как геологи сформируют общее представление о строении равнины, движение марсохода ускорится, но прибытия к подножию горы Шарпа нам все равно ждать не менее 8-10 месяцев.
image

(Обращение к репостерам: мне не важен копирайт, но не убивайте исходящие ссылки, если я их привел, значит считаю, что они нужны. Спасибо.)

Источник: habr.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.