Прошлое Марса стало еще более сложным после того, как данные, собранные марсоходом Perseverance от NASA, показали, что одна из областей кратера Езеро подвергалась воздействию воды как минимум в трех различных эпизодах. Каждый из этих эпизодов изменял химический состав и внешний вид горных пород.
Это открытие было сделано, когда марсоход достиг внутренней границы кратера в сентябре 2023 года. Область, получившая название «Margin Unit», простирается вдоль края древнего марсианского озера.
Ученые изначально ожидали обнаружить осадочные породы, образовавшиеся в результате накопления слоев песка на протяжении тысячелетий. Эти ожидания также были обусловлены сильным присутствием карбонатных минералов, обнаруженных орбитальными зондами. На Земле карбонаты часто формируются в мелководных средах океанов и озер, способных поддерживать жизнь.
Однако Perseverance нашел магматические породы, которые могут образовываться глубоко под землей из магмы или в результате вулканической активности на поверхности. По данным NASA, эти породы являются важными летописями прошлого, поскольку минеральные кристаллы сохраняют детали момента своего формирования. В случае с Margin Unit они зафиксировали особенно сложную историю водной активности в раннем Марсе.
Команда смогла определить последовательность взаимодействий воды с породами, хотя возраст каждого эпизода пока установить не удалось. Первый эпизод произошел, когда подземная вода, богатая диоксидом углерода, вступила в реакцию с оливином, присутствующим в породах. Этот процесс создал карбонат в трещинах породы в районах меньшей высоты. В настоящее время эти карбонатные заполненные трещины остаются возвышенными структурами, в то время как более мягкие окружающие породы подверглись эрозии.
Второй эпизод может быть связан с древним озером, которое занимало кратер. Некоторые породы в Margin Unit также содержат кремнезем. По словам ученой планетолога Элени Раванис из University of Hawaii at Manoa и соавтора исследования, превращение оливина в карбонат может оставлять кремнезем. Команда обнаружила больше этого минерала в породах, находившихся ниже уровня воды.
Третье и последнее выявленное событие включало образование минеральных жил в одной точке восточной части Margin Unit. Эти структуры имеют толщину около 25 сантиметров и содержат такие минералы, как сульфат кальция и флюорит. Присутствие флюорита привлекло внимание исследователей, поскольку этот минерал обычно образуется при циркуляции горячей воды через вулканические породы. Это открытие указывает на то, что регион впоследствии пережил эпизод нагретой подземной воды.
Марсоход Perseverance преодолел приблизительно 265 метров по высоте при исследовании Margin Unit. На самых высоких участках он обнаружил зернистые и кристаллические породы, характерные для оливина, с небольшими признаками контакта с водой. Эта оливиновая единица сформировалась из магмы в глубокой части недр. Охлаждение происходило медленно, что позволяло кристаллам расти. Породы достигли поверхности только после того, как вышележащий грунт подвергся эрозии.
В самых низких частях, близких к старому руслу озера, породы демонстрируют признаки трансформации: зёрна оливина расколоты, а между ними присутствует кремнезем. Карбонаты и кремнезем важны для изучения древней жизни. Когда вода взаимодействует с оливином на Земле, реакция может высвобождать водород, который служит источником питания для некоторых микроорганизмов. Процесс также оставляет карбонат и кремнезем — минералы, способные сохранить следы существования этих микроорганизмов.
«Если есть одна вещь, которую я узнала после десяти лет работы с марсоходами на Марсе, так это то, что Марс постоянно нас удивляет», — сказала Бедфорд. — «Очень редко вещи соответствуют нашим ожиданиям на основе орбитальных данных».
Исследовательница добавила, что надеется, что работа поможет изменить взгляд ученых на историю воды в кратере Езеро и на Марсе в целом. Цель состоит в том, чтобы внести вклад в реконструкцию изменений климата и обитаемости планеты в ее прошлом. Миссия Perseverance включает в себя среди своих основных задач астробиологию, включая поиск признаков древней микробной жизни. Марсоход также характеризует геологию и прошлоклимат Марса, а также собирает и хранит образцы марсианских пород и реголита.