Астрономія
Астрономія

Озеро кратера Ґейла може виявитися ланцюжком невеликих водойм

Моделювання геологів Гонконзького університету показало, що ровер «К'юріосіті» у серпні 2012 міг приземлитися і не у колишнє озеро. Так кратер Ґейла може зберігати не залишки давнього озера, які і відправили досліджувати ровер, а змішані з дощем осадкові породи. Автори статті, опублікованої у Science Advances, стверджують, що у кратері, як і вважалося могла збиратися вода, однак вона утворила не озеро, а ланцюжок невеликих «калюж».

ESA / HRSC / DLR

ESA / HRSC / DLR

Звідки ми взяли, що у кратері було озеро?

Після більш ніж 8 років успішних операцій на Марсі марсохід «К'юріосіті» приніс багато даних про навколишнє середовище планети в кратері Ґейла — ударного кратера діаметром 154 кілометрів, що утворився близько 3,5 - 3,8 мільярда років тому. Але варто нагадати, що місія була скерована саме у цей кратер з огляду на імовірність того, що раніше там могла бути водойма. Дані спостережень дають змогу припустити, що на ранніх періодах на планеті могли існувати великі стоячі водойми, що у свою чергу вимагало б набагато більш вологого клімату та доступність води як ознаки придатності планети для життя. Зокрема однією з найважливіших ознак, яка змусила планетологів звернути увагу на кратер є гора Еоліда, також відома за неофіційною назвою гора Шарпа. Це насип осадових шарів ерозії висотою 5 500 метрів у центрі кратера, за яким вчені планували відтворити геологічну історію планети — вона могла утворитися завдяки вітровій ерозії озерних відкладень.

Ці відкладення накопичувалися у водному середовищі, записуючи історію стародавнього клімату Марса, на що вказує і схожий на дельти рік та озер на Землі рельєф. На думку вчених, хоч окремі озера, ймовірно, були тимчасовими з огляду на недостатньо вологий клімат, цілком ймовірно, що води було достатньо, щоб заповнити подібні на кратер Ґейла западини на термін до десяти тисяч років. Тим паче, що за даними того ж «К'юріосіті», клімат на планеті міг коливатися від сухого до вологого, на що вказали сульфатні шари у кратері Ґейл. Втім, важливо зазначити, що все більше досліджень дають привід сумніватися у марсіанських водоймах: наприклад, гора Шарпа могла утворитися не з озерних відкладень, а завжди була на цьому місці.

Що стверджує нова робота?

Послідовність виражених шаруватих порід та насичені мінералами глинисті породи, що переходять у сульфатні, у кратері все ж вказують на взаємодії між давньою корою і поверхневими або приповерхневими водами. Однак, на думку дослідників, велика частина цих доказів, а особливо аргіліти, насправді вказують на субаеральні хімічні вивітрювання еолових відкладень, а не на озерні умови їхнього формування. Велика частина стратиграфічного розрізу відповідає пісковику та шаруватим аргілітам-піщаникам, які сильно вивітрилися, але, ймовірно, не мають озерного походження, виходячи зі спостережуваної структури, мінерального складу та геохімії формації. Наприклад, глиноземистий діоктаедричний смектит, що зустрічається у всій формації Мюррей (Murray Formation), та вважається свідченням саме спровокованих водою змін у передбачуваному озері кратера, на думку дослідників, може говорити лише про дуже низькоенергетичні відкладення. Тобто відкладення були епізодичними і тому краще пояснюються мілкозернистими відкладеннями у повітрі, аніж водним середовищем. Також кількість часток силіцію краще узгоджується з процесом вивітрювання, а не з осадовим механізмом. Процес вивітрювання підтримується зменшенням вмісту породоутворювальних мінералів і збільшенням вмісту аморфних компонентів, що і можна спостерігати на розрізах разом із ростом концентрації діоксиду кремнію.

Послідовність вивітрювання порід. Jiacheng Liu et al. / Science Advances, 2021

Послідовність вивітрювання порід. Jiacheng Liu et al. / Science Advances, 2021

Як вчені це визначили?

На думку дослідників, хімічний індекс зміни (chemical index of alteration, CIA), який використовується для оцінки змін хімічного складу матеріалу внаслідок вивітрювання, неможливо пристосувати до умов кратера Ґейла, а тому і могла виникнути плутанина в інтерпретації даних. Багата на залізо та марганець атмосфера Марса нетипова для Землі, тож не входить у цей метод оцінки, а ці елементи вивітрюються набагато ефективніше за польові шпати. Також кисле середовище імовірних марсіанських водойм помітно збільшує швидкість вивітрювання елементів та впливає на рухливість лужних елементів (наприклад, калію). Тож на думку дослідників, стосовно Марса слід переглянути ставлення до цього параметра. І з огляду на це, наявні літологічні, геохімічні та мінералогічні критерії вказують на ґрунтові умови вивітрювання, а не зміни внаслідок наявності озера. Втім, на воду натякають дрібні родовища аргілітів, що містять сапоніт-магнетит і лежать на найнижчих відмітках на дні кратера Гейл — вони говорять про наявність мілкого озера чи ланцюжка «калюж».

аргіліти
продукт перетворення глини під час дегідратації
формації Мюррей
унікальна геологічна формація аргіліта у стратиграфічному зрізі Марса, товщиною до 400 метрів
низькоенергетичні
в умовах