Древний марсианский кратер является центром исследования ученых из Университета Райса, сравнивающих данные марсохода Curiosity с местами на Земле, где аналогичные геологические образования испытали выветривание в разных климатических условиях.
Базальтовый рельеф Исландии и прохладная погода, с температурами, как правило, ниже 38 градусов по Фаренгейту, оказались ближайшим аналогом древнего Марса. Исследование показало, что температура оказала наибольшее влияние на то, как скалы, образованные из отложений древних марсианских потоков, подвергались выветриванию под воздействием климата.
В исследовании, проведенном выпускником докторантуры Майклом Торпом и марсианским геологом Кирстен Зибах из Райса и геологом Джоэлем Херовицем из Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук, были поставлены целью ответить на вопросы о силах, которые воздействовали на песок и грязь на дне древнего озера.
Данные, собранные Curiosity во время его путешествий с момента приземления на Марс в 2012 году, предоставляют подробную информацию о химическом и физическом состоянии аргиллитов, образовавшихся в древнем озере, но химический состав не позволяет напрямую выявить климатические условия, когда отложения размывались вверх по течению. Для этого исследователям пришлось искать похожие горные породы и почвы на Земле, чтобы найти корреляцию между планетами.
В исследовании, опубликованном в JGR Planets, используются данные из хорошо известных и различных условий в Исландии, Айдахо и во всем мире, чтобы увидеть, какие из них лучше всего соответствуют тому, что марсоход видит и ощущает в кратере, окружающем гору Шарп.
В кратере когда-то было озеро, но климат, который позволил воде заполнить его, является предметом долгих споров. Некоторые утверждают, что ранний Марс был теплым и влажным, и что реки и озера обычно присутствовали. Другие считают, что было холодно и сухо, а ледники и снег были более обычным явлением. Осадочные породы в кратере Гейла вместо этого подробно описывают климат, который, вероятно, находится между этими двумя сценариями. Древний климат, вероятно, был холодным, но также, похоже, поддерживал жидкую воду в озерах в течение длительных периодов времени.
Исследователи были удивлены тем, что за более чем 3 миллиарда лет на Марсе было так мало выветривания горных пород, что древние породы Марса были сопоставимы с исландскими отложениями в сегодняшних реках и озерах. На Земле пласты осадочных пород делают фантастическую работу по созреванию с течением времени с помощью химического выветривания. Однако на Марсе мы видим очень молодые минералы в аргиллитах, которые старше, чем любые осадочные породы на Земле, что позволяет предположить, что выветривание было ограниченным.
Исследователи непосредственно изучили отложения из Айдахо и Исландии и собрали исследования аналогичных базальтовых отложений из различных климатов по всему миру, от Антарктиды до Гавайев, чтобы ограничить климатические условия, которые, по их мнению, были возможны на Марсе, когда вода текла в кратер Гейла.
Состав песка и грязи в Исландии был наиболее близок к Марсу на основе анализа с помощью стандартного химического индекса изменения (CIA), основного геологического инструмента, используемого для вывода о прошлом климате по химическому и физическому выветриванию образца.
По мере того, как вода протекает через скалы, разрушая их и выветривая их, она растворяет наиболее растворимые химические компоненты минералов, из которых состоят породы. На Марсе мы увидели, что только небольшая часть элементов, которые растворяются быстрее всего, была потеряна из грязи по сравнению с вулканическими породами, даже несмотря на то, что грязь имеет наименьший размер зерна и обычно наиболее выветривается.
Результаты также показали, что климат со временем изменился от антарктических условий к более исландскому, в то время как речные процессы продолжали откладывать отложения в кратере. Этот сдвиг показывает, что эту технику можно использовать для отслеживания изменений климата на древнем Марсе.
В то время как исследование было сосредоточено на самой нижней, самой древней части озерных отложений, исследованных Curiosity, другие исследования также показали, что марсианский климат, вероятно, колебался и становился более сухим со временем. Это исследование устанавливает один способ интерпретировать эту тенденцию более количественно, по сравнению с климатом и окружающей средой, которые мы хорошо знаем на Земле сегодня. Подобные методы могут быть использованы "Perseverance", чтобы понять древний климат вокруг места высадки в кратере Джезеро.
