Существовала ли когда-либо жизнь на Марсе? Марсоход NASA Perseverance уже почти три года ведет поиски, стремясь найти свидетельства прошлой или современной микробной жизни на Красной планете.
На основе данных, собранных радарным прибором на борту марсохода, ученые из Калифорнийского университета и Университета Осло пришли к окончательному выводу о существовании древнего озера, которое когда-то заполняло кратер Езеро. Этот район является объектом исследования и пересечения марсохода Perseverance в рамках его миссии.
Этот кратер возник на Марсе в древности, образованный падением метеорита к северу от марсианского экватора. Согласно недавнему исследованию, в прошлом кратер содержал воду, что привело к образованию слоев осадочных пород на его дне.
Озеро со временем отступило, а осадки, приносимые рекой, сформировали обширную дельту. На протяжении столетий процессы осаждения и разрушения осадочных пород в кратере привели к появлению геологических структур, которые мы видим сегодня на поверхности.
Наличие озерных отложений на дне кратера Езеро повышает вероятность обнаружения признаков прошлой жизни в образцах грунта и горных пород, которые Perseverance собрал в ходе своей миссии.
Работа RIMFAX, радара Perseverance
В период с мая по декабрь 2022 года марсоход Perseverance покинул дно кратера Езеро и направился к дельте — обширной области осадочных пород, сформировавшихся 3 миллиарда лет назад. С орбиты эта территория напоминает дельты рек на Земле.
Используя установленный на марсоходе прибор RIMFAX (Radar Imager for Mars’ subsurFAce eXperiment), ученые посылали вниз радарные волны с интервалом в 10 сантиметров, фиксируя отраженные сигналы с глубины примерно 20 метров под поверхностью.
С орбиты доступны для наблюдения и изучения разнообразные отложения, однако невозможно с уверенностью определить, представляют ли они собой их изначальное состояние или результат длительных геологических процессов. Для выяснения этого вопроса требуется изучение структуры, скрытой под поверхностью, и именно этим занимаются ученые, используя RIMFAX. Этот прибор позволяет исследовать глубинные слои отложений и выявить верхнюю границу дна погребенного кратера.
На представленной анимации демонстрируется, как прибор RIMFAX осуществляет радиолокационное зондирование грунта, фиксируя взаимодействие между основанием кратера и дельтой в кратере Езеро.
В кратере Езеро обнаружено древнее озеро
Опыт, полученный в результате многолетних георадарных исследований и испытаний прибора RIMFAX в земных условиях, позволил ученым освоить методику определения структуры и состава подповерхностных слоев на основе радиолокационных данных.
Аппарат RIMFAX на Марсе обнаружил два четких этапа отложения осадочных пород, разделенных двумя периодами эрозии. Согласно исследованию, проведенному Калифорнийским университетом и Университетом Осло, дно кратера под дельтой имеет неровную поверхность, что свидетельствует о предшествующем периоде эрозии до начала отложения озерных отложений.
Радарные данные свидетельствуют о том, что отложения имеют регулярную горизонтальную структуру, аналогичную отложениям, встречающимся в озерах на Земле. Гипотеза о наличии подобных отложений ранее выдвигалась в других исследованиях, и сейчас она получила подтверждение.
На представленной цветной карте, полученной в ходе орбитального научного эксперимента HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) на борту Mars Reconnaissance Orbiter, изображен маршрут (отмечен белыми линиями) марсохода Perseverance по поверхности кратера Езеро в сторону дельты. Области, где данные RIMFAX подтвердили наличие отложений, образовавшихся в озерной среде, обозначены красным и зеленым пунктиром. Путь марсохода с момента посадки показан на вставленной карте справа.
Могла ли существовать жизнь?
Анализ данных, полученных с помощью RIMFAX, свидетельствует о чередовании периодов осаждения и эрозии на протяжении геологических эпох, связанных с изменениями в окружающей среде. Следующий этап отложения осадочных пород наступил, когда изменения уровня озера позволили реке образовать обширную дельту. В прошлом она простиралась значительно дальше вглубь озера, чем наблюдается в настоящее время, но впоследствии была частично разрушена и приблизилась к устью реки.
Это, в первую очередь, служит подтверждением точности гипотез о геологическом прошлом кратера Езеро, которые ранее формировались исключительно на основе космических снимков Марса. Наблюдаемые изменения в горных породах являются следствием существенных трансформаций марсианской среды, которые ученые реконструируют с помощью различных исследований и приборов, используемых на протяжении последних лет.
Во-вторых, это подчеркивает значимость образцов, полученных Perseverance за последние три года. Еще год назад, 29 января 2023 года, JPL подтвердила успешное извлечение последнего из десяти образцов, хранящихся в районе Three Forks. Это разнообразные марсианские породы, образцы атмосферы и пыль, помещенные марсоходом в титановые трубки.
Если когда-то на Марсе была жизнь, и, в особенности, если в озере Езеро развивались микроорганизмы, то образцы, собранные Perseverance, должны содержать их признаки. Керны магматических и осадочных пород, являясь одними из самых перспективных источников информации о геологической истории кратера Езеро, сформировавшегося почти 4 миллиарда лет назад, также могут указывать на то, что в прошлом на Красной планете существовала жизнь.
Миссию NASA и ESA Mars Sample Return, которая должна доставить образцы с Марса на Землю, планируют осуществить в период с 2027 по 2028 год.