Curiosity обнаружил доказательства циклов влажности и засушливости на Марсе

То, что на планете Марс на ранних этапах ее существования существовала пригодная для жизни поверхностная среда, научное сообщество установило совершенно точно.

Эта среда обеспечивала наличие воды, источников энергии, таких элементов, как углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера, а также критических каталитических переходных металлов, связанных с жизнью в том виде, в котором мы ее знаем. Однако стимулировал ли этот потенциал дальнейшее развитие самостоятельной эволюции жизни на Марсе, неизвестно.

Группа ученых в составе Юргена Шибера, профессора кафедры наук о Земле и атмосфере Колледжа искусств и наук Университета Индианы в Блумингтоне, и его коллег по миссии ровера НАСА Curiosity впервые обнаружила реальные доказательства устойчивого круговорота влажности и засушливости на раннем Марсе. Последнее условие считается необходимым для пребиотической химической эволюции, являющейся ступенькой на пути к возникновению жизни.

В новой работе Sustained wet-dry cycling on early Mars, опубликованной в научном журнале Nature, Шибер и его соавторы использовали данные ровера Curiosity, который в настоящее время исследует кратер Гейла, для изучения древнего рисунка грязевых трещин, заполненных солью (геометрические узоры типа пятиугольников или шестиугольников), наблюдаемых в аргиллитах возрастом 3,6 млрд лет. При высыхании грязь сжимается и образует Т-образные соединения, подобные тем, что Curiosity обнаружил ранее в «Old Soaker» — скоплении грязевых трещин ниже по склону горы Шарп. Эти соединения свидетельствуют о том, что грязь в Старом Сокере образовалась и высохла один раз, а повторные воздействия воды, которые привели к образованию новых грязевых трещин, привели к тому, что Т-образные соединения размягчились и стали Y-образными, образовав в итоге шестиугольную форму.

Хотя основной сферой научных интересов профессора Шибера является геология сланцев и аргиллитов на Земле, его интерес к фундаментальным основам породы заставил его предположить обилие аргиллитов на Марсе, и это заставило его вступить в разговор с людьми, планирующими миссию марсохода Curiosity в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.

Учитывая мои знания об этих породах, я был приглашен в научную группу MSL, и с момента посадки в августе 2012 года, т.е. почти 11 лет назад, в нашем траверсе преобладают аргиллиты, — отмечает профессор Шибер.

Устойчивая цикличность влажных и сухих процессов на Марсе — следствие многократного высыхания, пополнения и затопления — приводит к образованию трещин в дне озера, внутри которых возникает высокая концентрация солей, заставляющая кристаллизоваться минералы, оставшиеся после испарения озера, и цементировать осадок. В конечном итоге этот процесс сохранился в виде полигональных (шестиугольных или пятиугольных) узоров, наблюдаемых с помощью ровера. В результате высыхания остаточная вода, вероятно, имела высокую концентрацию растворенных солей и, возможно, органических молекул, которые могут служить строительными блоками для жизни.

Гипотеза заключается в том, что по мере того, как эти элементы и органические молекулы сжимаются все ближе и ближе друг к другу с увеличением солености, они могут начать полимеризоваться и образовывать более длинные цепи, создавая условия для спонтанной химии, которая может положить начало сложной химической эволюции, способной привести к появлению живых организмов, — говорит Шибер.

Именно этот мысленный образ привел нас в восторг, когда мы заметили эти сотообразные или многоугольные гребни на поверхности пластов аргиллита. Здесь было доказательство смачивания и высыхания, что могло привести к интересным химическим процессам в трещинах.

Зная из предыдущих исследований, что вероятными остатками высыхания озера должны быть минералы сульфатов кальция и магния, команда использовала прибор «Chemcam» на марсоходе Curiosity для исследования сцементированных гребней с целью подтверждения их химического состава.

Осадочные особенности аргиллитов, которые изучали Шибер и его соавторы, можно интерпретировать как результат многократных циклов смачивания и высыхания, в результате которых минеральные осадки — минералы, остающиеся после испарения воды, — с течением времени наслаивались друг на друга. Если в остаточных рассолах присутствовали органические молекулы, то такая обстановка могла благоприятствовать эволюции более сложных органических молекул и добиотической химии, сообщают авторы исследования.

12.08.2023