пятница, 12 декабря 2014 г.

Марсоход Curiosity открывает тайну рождения Эолиды

По сообщению NASA, результаты научных исследований марсохода Curiosity говорят о том, что центральная насыпь кратера Гейла - гора Шарпа - была сформирована из слоистых отложений осадочных пород в древнем озере на протяжении десятков миллионов лет

Кратер Гейла миллионы лет назад
(Иллюстрация Kevin Gill)
По мнению ученых, в древние времена Марс обладал активным гидрологическим циклом, на планету выпадали осадки в виде дождя и снега, а часть поверхности была покрыта океаном.

Планетологи считают, что гора образовалась путем выветривания слоистых отложений, принесенных водными потоками, которые заполнили огромную воронку. В центре кратера располагались сменявшие друг друга озера из насыщенной минералами воды.

Со времени высыхания последнего из этих озер прошли миллионы лет, за этот период ветры обнажили окружающую местность и сформировали пик, который взметнулся на высоту более пяти километров.

Марсоход Curiosity на пути к Эолиде

В течение трех лет  Марсианская научная лаборатория (MSL) двигалась в направлении этой горы, исследуя на своем пути осадочные породы на поверхности Красной планеты.

Свою основную задачу - поиск условий, благоприятных когда-либо для обитания микроорганизмов - Curiosity выполнил, исследовав высохшее русло древней марсианской реки в низине Yellowknife Bay. Марсоход обнаружил веские доказательства того, что на этом месте было древнее озеро и оно было пригодно для поддержания простейших форм жизни.
Путь марсохода Curiosity в кратере Гейла от места посадки до подножия горы Шарпа
На маршруте отмечены значимые для исследователей объекты. От места посадки пройдено около 10 км. Высота относительно места посадки - 68 м. Sol 835, 12 декабря 2014 года
(NASA/JPL)

Во время 10-километрового пути марсохода от места посадки в 2012 году до подножия горы Шарпа, где он находится сейчас, ученые обнаружили, что древние потоки заканчивали свой путь в центре кратера, осаждая там принесенные горные породы.

"Мы нашли, что осадочные породы соответствуют небольшим речным дельтам, наложенным друг на друга, - сказал Сэнджив Гупта (Sanjeev Gupta) из команды Curiosity. - Во время своего путешествия марсоход пересек границу, отделяющую местность, сформированную реками, от местности, сформированной озерами".

Заполнение кратера наносами твердого материала происходило циклически и определялось чередованием сухих и влажных периодов в истории планеты на протяжении миллионов лет.

Эти изображения реконструирует геологические процессы в окрестностях горы Шарпа: 

Накопление осадочных пород в чередовании сухих и влажных периодов
(NASA/JPL)

Сухой период, во время которого когда - то образовался осадок вследствие переноса материала речным потоком вниз по горным склонам, показан на снимке слева.

Средний снимок отображает влажный период, когда вода продолжила свой путь по ранее сформированному наносу. Новые отложения переносились далее, водный поток разделился на рукава, углубилось его устье и образовалось озеро.

В новом сухом периоде, как показано справа, вода ушла. При этом высохшие русла дельты и дно озера будут находиться на более высоких отметках из-за переноса осадочного материала в течение предыдущего влажного периода.

Схема осаждения горных пород на пути водного потока
При впадении реки в озеро скорость водного потока снижается, породы осаждаются, скапливаясь наклонными слоями, направленными в сторону водоема
(NASA/JPL)

Главным свидетельством периодического затопления ударного кратера водной массой в направлении север - юг является наклон русел, которые были устремлены к Эолиде. Это означает, что вода текла вниз со стен кратера, образуя озеро в его центре. Многослойность минеральных образований показывает чередование сухих и влажных периодов.

Наклон поверхности песчаника в области "Кимберли"
Слоистая насыпь наклонена к юго-западу в сторону горы Шарпа и от обода кратера Гейла. Подобные склоны интерпретируются как отложения осадочных пород в малых дельтах водных потоков, текущих от северного вала кратера и несущих горный материал в формирующееся озеро на юге, где сейчас  находится гора Шарпа.
Камера Mastcam, 13 марта 2014 года, Sol 569

Русла древних потоков имеют наклон в сторону центра кратера
Слева вверху видны склоны Эолиды. Наклонные плитки песчаника - мелкозернистые минеральные отложения - ориентированы на юг к горе Шарпа 
Камера Mastcam, 4 апреля 2014 года, Sol 590

Типичный вид древнего русла при впадении марсианской реки в озеро  
Многослойные отложения осадочных пород на берегу и на дне бывшего озера в низине "Hidden Valley" 
Камера Mastcam, 7 августа 2014 года, Sol 712

Процесс наполнения отложениями водных бассейнов - явление известное и на Земле. Это подтверждает гипотезу о том, что нижняя часть кратера Гейла могла быть заполнена на глубину сотен метров или даже километра.

"Очень важно, что озеро заполнялось снова и снова, - сказал Джон Гротцингер (John Grotzinger), научный руководитель проекта. - И всякий раз оно было немного другим, отражая изменения окружающей среды".

Древнее озеро и современный вид горы Шарпа в кратере Гейла
За многие миллионы лет периодически возникающие озера, высыхая, оставляли после себя слои осадочных пород, из которых и была сложена Эолида. Последующая ветровая эрозия придала осадочному массиву современный вид
(NASA/JPL)

Эрозия обнажила древнее чередование слоев сухих и влажных периодов. Приблизившись к центру кратера, марсоход Curiosity обнаружил озерные (коричневый цвет на нижнем изображении) слоистые отложения горных пород.

Этот участок местности у подножия горы Шарпа представляет собой формацию -  совокупность геологических отложений, пластов одного периода. Она получила название "Murray formation" (Формация Мюррея).

Отложение осадочных пород и процессы эрозии в кратере Гейла
Желтым цветом выделены отложения, которые включают породы, принесенные водными потоками с обода кратера к его центру, а также ветровые пылевые наносы.

Пласты формировались как во влажных, так и в сухих периодах. Во влажных периодах вода накапливалась в озерах, и минеральные осадки откладывались в центре кратера (коричневый цвет). Справа показано, как эрозия "выточила" нижние слои Эолиды
(NASA/JPL)

Данные, полученные Марсианской научной лабораторией, поставили перед учеными ряд сложных вопросов о климате Красной планеты.

"Даже если принять, что в прошлом атмосфера состояла в основном из углекислого газа и других парниковых газов, водного пара и двуокиси серы или водорода, существующая модель марсианского климата не предусматривает серьезного разогрева в глобальных масштабах.

А без этого трудно объяснить, каким образом незамерзающая вода могла стекать ко дну кратера и образовывать там озеро", - заявил Ашвин Васавада (Ashwin Vasavada), заместитель научного руководителя миссии MSL Curiosity.

Гора Шарпа внутри кратера Гейла - основная цель миссии Curiosity
Справа отмечено место посадки, рядом - поле дюн, окрашенное в темно-синий цвет. В ободе кратера - древнее русло (Долина Мира) водного потока, который когда - то ворвался в кратер и сбросил там свой груз из осадочных пород
(Иллюстрация ESA)

Современная климатическая модель предполагает, что вода появлялась на сухом и холодном Марсе лишь эпизодически, во время редких катастрофических наводнений, вызванных падениями метеоритов или вулканическими извержениями через ледниковые толщи.

Результаты исследований Curiosity в кратере Гейла противоречат этой гипотезе. Необходима разработка новой модели древнего марсианского климата, предусматривающей условия, при которых было бы возможно длительное существование на поверхности планеты открытых водоемов.

В настоящее время марсоход подробно исследует обнажение Pahrump Hills, которое сложено коренными породами Эолиды. По мере того, как Curiosity будет подниматься все выше и выше к горе Шарпа, ученые будут проводить новые эксперименты и изучать процессы взаимодействия между атмосферой, водой и осадочными отложениями.

Положение марсохода на Sol 835, 12 декабря 2014 года
От Sol 826 до Sol 835 пройдено 33 метра, высота относительно места посадки - 68 м
Желтым цветом выделен маршрут первого похода в "Pahrump Hills", красным-второй этап
(based NASA/JPL/CuriosityLog)

Проект NASA "Mars Science Laboratory "Curiosity"" является одним из элементов текущих исследований Марса и подготовки пилотируемой миссии на Красную планету в 2030-х годах.

Погода на Sol 832 - 8 декабря 2014 года: солнечно, атмосфера от -2С до -68С, поверхность от +4С до -70С, давление - 924Pa (6,93 мм), уровень ультрафиолетового излучения Солнца - умеренный, светлое время суток - с 5:42 до 17:58, данных о ветре и влажности нет.

Источники: NASA/JPLUSGSRaw ImagesREMS
По теме:
Гипотеза воды: 
...в кратере Гейла есть свидетельства существования озер на трех различных уровнях высоты
Гипотеза ветра:
...происхождению курган обязан материалу, который выпал из атмосферы или был выброшен из глубины ударом небесного тела


Гора Шарп на Марсе связала геологию прошлого и будущего
Несогласие горы Шарп
Обитаемость, тафономия и охота Curiosity за органическим углеродом
Марсоход Curiosity - миссия выполнена, миссия продолжается
Curiosity поднимется на один километр по склонам Эолиды

Комментариев нет: