Панорамный вид на Марс, сделанные НАСА Spirit Rover. Изображение предоставлено NASA / JPL. Нажмите, чтобы увеличить.
Марс - скалистая планета с древним вулканическим прошлым, но новые находки показывают, что планета более сложна и активна, чем считалось ранее - по крайней мере, в некоторых местах.
Однако найти эти места оказывается сложнее, чем просто смотреть на рельефы, такие как речные долины или русла озер, или искать конкретные полезные ископаемые.
«Контекст - это все», - сказал Филипп Кристенсен, главный исследователь для спектрометра теплового излучения (TES) на Mars Global Surveyor и для системы отображения теплового излучения (THEMIS) на Mars Odyssey, а также ведущий ученый для приборов Mini-TES на Марс Роверс. «Было много волнений по поводу поиска специфических особенностей или минералов, но THEMIS вместе с инфракрасным спектрометром TES дает нам обзор, находя все минералы. Это дает нам контекст - основную геологию этого места ».
В статье под руководством Кристенсена, которая будет опубликована онлайн журналом Nature 6 июля, рассказывается, как детальное изучение поверхностных минералов Красной планеты с использованием данных THEMIS и TES дает удивительные результаты в определенных локализованных областях.
Хотя текущие миссии марсохода в значительной степени доказали, что в далеком прошлом у Марса могло быть озеро или два, несколько различных миссий по орбитальному картированию обнаружили богатую базальтом планету, которая является продуктом древней вулканической истории. Геологически это похоже на простую крупномасштабную планету, но есть и локальные окна, показывающие гораздо большую сложность.
«Из того, что мы видели до настоящего времени, вы можете представить, что едете на Марс и видите только базальт», - сказал Кристенсен. «Доказательства всегда показывали, что планета была активна рано, сделала несколько больших вулканов, а затем закрылась, и это было все. Но когда мы посмотрели внимательнее, мы увидели, что есть и другие места? Когда вы смотрите на геологию в правильных местах, в камнях так же много разнообразия, как и на Земле.
«Как только вы мельком видите эту сложность, вы понимаете, что под этим шпоном базальта есть очень сложный мир».
То, что Кристенсен и его команда обнаружили, были локализованные месторождения, показывающие распределение магматических типов минералов, конкурирующих с диапазоном минералов, найденных на Земле - от примитивных вулканических пород, таких как богатые оливином базальты, до высокоперерабатываемых, богатых кремнеземом пород, таких как граниты.
Кристенсен объясняет, что разнообразие магматических минералов важно, потому что это подразумевает, что поверхностные породы продолжали обрабатываться и восстанавливаться многократно в течение длительного периода времени.
«Вы плавите мантию и получаете оливиновые базальты; ты снова их плавишь и получаешь базальт; вы плавите это и делаете андезит; ты плавишь это и делаешь дацит; Вы плавите это и делаете гранит », - сказал Кристенсен. «Каждый раз, когда вы снова расплавляете камень, первым, что отрывается, является кремнезем, поэтому каждый раз, когда вы его расплавляете, вы очищаете кремнезем».
На Земле такая эволюция минералов обычно происходит, когда примитивные вулканические породы складываются обратно в земную кору, переплавляются и очищаются, так как более быстрые плавящиеся компоненты, такие как кремнезем, отделяются от исходного материала - процесс, известный как фракционирование минералов.
Марс, в отличие от Земли, не имеет движущихся пластин, перерабатывающих кору планеты. Однако результаты Кристенсена показывают, что, как и Земля, Марс эволюционировал и, возможно, все еще развивается под поверхностью.
«Марс - более сложная планета, чем мы думали, - геология постоянно развивалась и развивалась с течением времени», - говорит Кристенсен. «Хотя они не получили широкого распространения, мы нашли дацит и мы нашли гранит. Один из способов сделать эти граниты состоит в том, чтобы сделать целый вулкан, сложенный из базальта - он становится достаточно высоким, и вы начинаете переплавлять материал вглубь, а когда вы переплавляете базальт, у вас могут образовываться граниты.
«Это довольно маленькие случаи. На Земле у нас есть горные хребты из гранита, на Марсе мы до сих пор нашли только пару шариков. Это не похоже на Землю в масштабах этой геологической эволюции, но Марс похож на Землю в локализованных ситуациях. Она скрыта от нас, но в конце концов это сложная, развивающаяся планета », - сказал он.
Поскольку области, в которых возникают выделенные изверженные породы, являются небольшими, для обнаружения минералов с орбиты с помощью обнаружения специальной инфракрасной сигнатуры в конкретных формах местности использовалась многоспектральная камера высокого разрешения в приборе THEMIS Mars Odyssey (с разрешением 100 метров). Картирование минералов THEMIS было в 1500 раз более детальным, чем картирование TES, хотя инфракрасный спектрометр прибора TES (с разрешением 3 километра) обнаруживает гораздо более детальный диапазон инфракрасных излучений, делая его более чувствительным к различным минеральным составам.
«Мы делаем то, что намеревались сделать: картируем композицию на мезомасштабах», - отметил Кристенсен. «THEMIS идентифицирует область, затем мы возвращаемся и находим то, что может быть только одним пропущенным пикселем TES, и анализируем его. Они действительно планировали работать вместе, и это именно то, что мы делали. Мы используем эти два инструмента синергетически, и вместе они идеальны ».
Хотя картографирование Марса продолжается уже много лет, Кристенсен отмечает, что некоторые из самых интересных мест на планете еще предстоит определить и изучить.
«Если бы вы осушили океаны Земли и посмотрели на него из космоса, вы, вероятно, пришли бы к такому же выводу - тихая, базальтовая планета», - сказал он. «Но тогда, если вы будете тщательно искать, вы можете найти Йеллоустоун и осознать, что под поверхностью планеты происходило многое, о чем вы не знали. Сейчас мы находимся на том этапе, когда смотрим на Марс ».
Первоначальный источник: НАСА Астробиология
