Curiosity уже вторую неделю приходит в себя после радиационного удара, но главное он успел сделать — переслать результаты исследования грунта из скважины. Были опасения, что как раз во время их пересылки он и «завис», но обошлось. Данные получены, проанализированы и обнародованы.
Главная новость — это глина! Та самая глина, к которой Opportunity шел три года, искал пол года, а найдя не смог толком изучить. Curiosity ее нашел и изучил на 200 сол своей марсианской карьеры, просто пробурив первую, пробную скважину. Я думал, интрига еще год будет сохраняться, т.к. ближайшие залежи глины со спутника обнаружены в 3 км ближе к горе, но тут даже NASA не ожидало такого подарка/подвоха. А подвох серьезный — жизни нет, хотя органика есть.
Основной посыл пресс-конференции: «Curiosity нашел доказательства условий благоприятных для жизни в прошлом».
Условия эти характеризуются влажной средой, в которой имелись соединения серы, азота, водорода, кислорода, фосфора и углерода. Но более важно, что эта среда была pH нейтральной. Такие благоприятные условия характерны для одного из самых древних геологических периодов Марса — Нойского. Он назван по названию земли Нойской — местности наиболее интенсивно изрытой кратерами, т.е. самой древней. В то время была чистая жидкая вода, была плотная атмосфера, было магнитное поле, т.е. формально планета не отличалась по условиям от Земли. Это и является основанием всех надежд найти следы микробной жизни на Марсе.
Вода размывала вулканические породы и они формировали отложения глины — смектиты или филлосиликаты (это синонимы). На снимках рентгеновского дифрактометра CheMin видно, что вулканический песок из участка Rocknest во многом схож с глиной из участка John Klein — это объясняется тем, что минеральная основа у них практически одна — оливин-пироксеновые вулканические породы. Разница в том, что в John Klein поработала pH-нейтральная вода и как следствие — 20% филлосиликатов, отмеченных на снимке.
Потом сменилась эпоха, на Марс упали самые тяжелые астероиды, ядро навсегда остановилось, исчезло магнитное поле, а разбуженные вулканы заполнили атмосферу соединениями серы и хлора, сделав воду на поверхности кислой и непригодной для жизни.
Геологические слои, сформированные при участии кислой воды, изучал Opportunity на плато Меридиани сразу после посадки.
(Цвет снимков сбалансирован под земные условия освещения.)
Их характерная особенность — бурый цвет от окислов железа. Поэтому когда ученые увидели светло-серый грунт, добытый Curiosity в месте John Klein, они были удивлены, но тогда даже не предполагали, что в их власти окажется новый Святой Грааль Марса — долгожданная глина. Ранее они с таким же усердием искали доказательства деятельности воды на поверхности — их нашел Opportunity. Потом искали водяной лед — его нашел Phoenix Lander и спутники MRO и Mars Odyssey. NASA так старалось, что до сих пор некоторые уверены, что американцы продолжают искать воду.
Между тем, водой на Марсе NASA уже не удивить. Тот же прибор SAM выделил ее из набранной глины:
Более интересно другое — эта вода легче, чем та, которая была исследована в грунте участка Rocknest. Напомню, в исследованиях проведенных 4 месяца назад, обнаруженная в песке вода была в пять раз «тяжелее» чем вода на Земле. «Тяжелой» называют воду, в которой в составе молекул преобладают тяжелые изотопы водорода — дейтерий. В земных океанах один атом дейтерия приходится на 6400 атомов легкого изотопа водорода — протия. Соответственно, в марсианском грунте обнаружили воду с соотношением 1 атом дейтерия к 1280 атомам легкого водорода. Но в марсианской глине John Klein выделили воду, которая оказалась легче, чем в Rocknest. Правда, насколько легче, пока не уточняется, но сам факт указывает на открывшийся новый метод датировки геологических слоев.
Разница в «легкости» воды обуславливается тем, что по мере существования воды на поверхности Марса, под действием солнечной радиации и радиолиза, атомы легкого водорода освобождались и покидали атмосферу планеты. Соответственно, протий улетал, а дейтерий оставался, его концентрация росла. Но вода, которая оказалась связана на молекулярном уровне в геологической породе, избегала такой деградации, поэтому теперь соотношение D/H в минералах позволит проводить относительную датировку. Возможно, если ученые смогут выстроить хронологическую шкалу процесса деградации водорода, появится и средство абсолютной датировки породы, но это пока в будущем.
Пока же можно со значительной долей уверенности говорить, что Curiosity забурился в дно озера, которому около 3,5 миллиардов лет.
Высокая тепловая инерция пород (красный цвет на карте) указывает границы этого озера, благодаря тому, что донные породы отличаются от остальных высоким процентом содержания воды. У воды высокая теплоемкость поэтому эта характеристика грунта была обнаружена со спутника Mars Odyssey. Когда Curiosity отправлялся на исследование этого места, то никто не знал, что он там найдет.
Итак, чистая жидкая вода есть, питательная среда есть… И органика есть!
Но слишком простая, чтобы стать доказательством прошлой жизни на Марсе. Признаки хлорметанов были обнаружены еще в Rocknest, но тогда NASA заявило, что не ручается за марсианское происхождение этой органики. Сейчас сомнений нет — углеводород местный. Но его происхождение вполне возможно без участия живой природы. Достаточно заглянуть в Википедию: Дихлорметан — Получают прямым хлорированием метана хлором в условиях радикального механизма при 400—500 °C… В результате получается смесь всех возможных хлоридов: хлорметан, дихлорметан, хлороформ и четырёххлористый углерод. Судя по всему, необходимые условия и ингредиенты, кроме метана, могли предоставить вулканы. Да и с метаном не все так однозначно. Хотя на Земле его скопления связывают с деятельностью биосферы, подобный же механизм исключен для атмосфер Юпитера или Титана, где метана намного больше чем на Земле. Откуда метан на Марсе вопрос пока открытый, но связывать его происхождение с биосферой могут только большие оптимисты.
Впрочем, NASA не сдается. Оно намерено тщательным образом изучить процесс диагенеза — то есть формирования твердых осадочных пород из рыхлых осадков. Главный вопрос: какие условия и процессы переживали изученные отложения, и могли ли в таких процессах сохраниться какие-либо сложные органические соединения? То есть теперь погоня за марсианской жизнью переходит из рук водителей марсоходов в руки химиков-экспериментаторов. Смогут ли они смоделировать такие условия, в которых вся марсианская жизнь разлагалась до хлорметанов и неорганических соединений или мечта о марсианах может быть навсегда похоронена? Хотя, не будем забывать и о том, что это только самый первый тест в самом начале долгого пути.
Гора Шарпа ждет…
Другие размеры панорамы: ВК. или Просмотр на ГигаПан.
У тех, кто верно хранит надежду на марсианскую жизнь, остается еще утешение. Curiosity забурился всего на 7 сантиметров. И, хотя даже на такой глубине глина не изменила своих свойств за 3,5 млрд лет, глубже мы пока заглянуть не можем. На пути марсохода встретятся еще метеоритные кратеры, будет русло, похожее на речное у подножия горы, заполненное такой же древней глиной, будет горный каньон но… 7 сантиметров.
В 2016 году планируется миссия InSight с буровой платформой, которая углубится на 6 метров и будет изучать тектоническое строение Марса. Но поиски жизни в ее планы пока не входят.
В 2018 году обещают марсоход от ESA и Роскосмоса — ЭкзоМарс.
Главный его инструмент — 2,5 метровый бур. И он полетит искать жизнь независимо от результатов исследования в кратере Гейла.
В 2020 году NASA обещает еще один Curiosity, но какие инструменты и приборы будут на его вооружении и какие цели он будет преследовать на Марсе пока не известно.
