Perseverance выяснил: карбонатная окраина кратера Езеро — не озёрные отложения, а изменённые водой вулканические породы

Орбитальные наблюдения давали веские основания считать, что так называемая Margin Unit — «краевая область» кратера Езеро — представляет собой богатые карбонатами отложения древнего марсианского озера. Но данные, собранные непосредственно марсоходом NASA Perseverance, изменили эту картину.

Породы здесь оказались крупнозернистыми, богатыми оливином и имеющими магматическое происхождение. Уже после своего образования они неоднократно вступали в реакцию с водой. В итоге перед учёными предстал не простой слой донных или береговых осадков, а сложный химический архив раннего Марса, в котором различимы как минимум три эпизода водного воздействия. 23

Почему карбонаты не означают озёрные осадки

Карбонатный сигнал, зарегистрированный с орбиты, был реальным. Однако наличие карбонатов само по себе не объясняет, как именно сформировалась порода, в которой они найдены.

На поверхности Perseverance обнаружил миллиметровые зёрна и кристаллы оливина — минерала, характерного для магматических пород. Их текстура и состав указывают, что исходная порода возникла при вулканических или магматических процессах, а затем изменилась при контакте с жидкой водой, содержавшей растворённый углекислый газ. 3

Здесь важно различать два процесса:

• первичное формирование породы — в данном случае магматическое;
• вторичное изменение уже существующей породы водой.

Если бы это были первичные карбонатные озёрные осадки, минералы выпадали бы из воды и накапливались на дне. В Margin Unit карбонаты связаны с преобразованием уже сформировавшейся ультраосновной магматической породы. В ней сохранились ядра оливина, каймы из железо- и магнийсодержащих карбонатов, гидратированный кремнезём, филлосиликаты и зёрна хромита. 3

Три эпизода взаимодействия с водой

1. Подземные воды с CO₂ вступили в реакцию с оливином

Первый крупный этап связан с движением через богатую оливином коренную породу воды, насыщенной растворённым углекислым газом. На это указывают трещиноватые зёрна оливина, окружённые каймами железо- и магнийсодержащих карбонатов, а также карбонатные гряды. 3

Именно такая реакция воды с вулканической породой может объяснить сильный карбонатный сигнал, замеченный с орбиты. Для этого вовсе не требуется, чтобы вся Margin Unit изначально была слоем озёрных карбонатных осадков. 23

2. Ниже древнего уровня воды породы сильнее обогатились кремнезёмом

На меньших высотах — ниже предполагаемого максимального уровня древнего озера — преобразование пород выражено сильнее. Здесь встречается материал с высоким содержанием кремнезёма; прибор SuperCam также подтвердил присутствие кристаллического кремнезёма как минимум в одной исследованной цели. 2

Связь с высотой указывает на отношение этого изменения к эпохе существования озера в кратере Езеро либо к флюидам, действовавшим в тот же период. Но это не означает, что для каждой кремнезёмсодержащей породы уже доказан единственный механизм воздействия именно озёрной воды: данные надёжно показывают обогащение кремнезёмом и его связь с древней береговой отметкой. 23

3. Поздние минерализованные флюиды заполнили трещины

Ещё один, более поздний этап записан в минеральных жилах, пересекающих древнюю коренную породу. В таких жилах и грядах обнаружены сульфат кальция и фторид кальция — флюорит. 12

Поскольку эти минералы заполняют трещины и сформировались позже основной породы, они свидетельствуют о новом, химически отличающемся периоде циркуляции жидкости после карбонатного преобразования. В сообщениях этот этап связывают с нагретой подземной циркуляцией вод, однако температура не измерялась марсоходом напрямую: это интерпретация, основанная на составе поздних минералов и условиях их образования в трещинах. 212

Как меняется история воды в кратере Езеро

Новая интерпретация отказывается от упрощённого сценария, по которому у берега одного кратерного озера накопились карбонатные осадки. Вместо этого Margin Unit выглядит как магматическая порода, которую последовательно изменяли разные водные среды:

1. подземные воды, богатые CO₂;
2. кремнезёмное преобразование, связанное с эпохой древнего озера;
3. поздние минералоносные флюиды, проходившие по трещинам.

Это важный урок и для дистанционного изучения Марса: один и тот же карбонатный спектральный сигнал может означать не только осаждение вещества в озере, но и изменение вулканических пород подземными водами. Чтобы различить эти варианты, необходимы наблюдения текстур и химического состава непосредственно на поверхности. 23

Почему это всё равно перспективное место для поиска следов жизни

Пересмотр происхождения Margin Unit не снижает её ценности для астробиологии. Напротив, повторные реакции воды с породами создавали разнообразные химические условия и оставили минералы, способные сохранять сведения о движении флюидов в древнем марсианском ландшафте. NASA характеризует этот участок как своеобразный перекрёсток водных систем: каждое новое взаимодействие меняло химию и внешний вид пород. 2

При этом выводы нужно трактовать осторожно. Несколько эпизодов присутствия воды не являются доказательством существования жизни на Марсе. Кроме того, данные ровера пока не позволяют точно определить возраст каждого из этих процессов. Для проверки возможных биосигнатур и уточнения хронологии потребуются лабораторные исследования образцов, которые Perseverance собирает для потенциальной доставки на Землю. 23