Гора Олимп является одной из дюжины крупных вулканов, многие из которых от десяти до ста раз выше своих земных собратьев, если в ближайшие десятилетия марсианский космический туризм начнет развиваться, гора Олимп может стать главной целью для любителей приключений. Олимп, возможно, когда-то был вулканическим островом, окруженным океаном глубиной почти 4 мили (6 км), согласно геологическим данным, обнаруженным в высоких скалах. Другое новое исследование показало, что марсоход обнаружил многоугольные клинья на глубине 35 километров под землей — впервые обнаруженные под поверхностью планеты. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что клинья образовались от 3,7 до 2,9 миллиардов лет назад из-за серьезных климатических изменений в прошлом Марса. Орбитальный аппарат «Марс-Экспресс» обнаружил достаточное количество водяного льда, погребенного под экватором Красной планеты, чтобы в случае таяния покрыть всю планету мелким океаном.
Загадочные геометрические формы под поверхностью Красной планеты намекают на древние тайны
14 мая 2021 года Китай стал второй страной, когда-либо разместившей марсоход на поверхности Марса. Названный Чжуронг в честь древнего китайского бога огня, марсоход приземлился на марсианской Утопической равнине — крупнейшем ударном бассейне на Марсе (и, если уж на то пошло, во всей Солнечной системе). В течение одного земного года китайский марсоход «Чжуронг» исследовал поверхность Марса с помощью георадара. Оснащенный георадарной системой, «Чжуронг» быстро приступил к работе и намного превзошел первоначально запланированную трехмесячную миссию — в конечном итоге он был закрыт в мае 2022 года, проведя на Марсе немногим более земного года. За это время марсоход собрал бесценные данные о том, что происходит под поверхностью Марса, в том числе удивительные многоугольные формы, расположенные на глубине 35 метров.
Новое исследование показало, что марсоход обнаружил многоугольные клинья на глубине 35 километров под землей — впервые обнаруженные под поверхностью планеты. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что клинья образовались от 3,7 до 2,9 миллиардов лет назад из-за серьезных климатических изменений в прошлом Марса. Эта ранее неизвестная геологическая структура, а также то, что она говорит о прошлом Марса, была подробно описана в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy , написанном учеными из Института геологии и геофизики Китайской академии наук.
Было обнаружено 16 многоугольных клиньев в радиусе 1,2 километра. По их оценкам, эти формы сформировались в позднегесперийскую — раннюю амазонскую эпохи (да, на Марсе тоже есть эпохи ), которые произошли примерно от 3,7 до 2,9 миллиардов лет назад. Согласно статье, эти клинья образовались «вероятно, с прекращением древней влажной среды».
Подробный процесс формирования марсианских многоугольных клиньев на протяжении миллиардов лет
«Механизм формирования погребенного палео-полигонального ландшафта требует холодной окружающей среды и может быть связан с процессами замерзания-оттаивания воды /льда в южной части Утопической равнины на раннем Марсе», — говорится в документе. «Обнаруженные погребенные полигоны, которые указывают на то, что замерзание произошло в низких и средних широтах, требуют сильной палеоклиматической изменчивости».
Хотя эти многоугольные структуры на Марсе никогда раньше не обнаруживались под поверхностью, они не являются новым открытием, как объясняет Universe Today. Например, НАСА заметило их на поверхности северных низменностей еще в 2012 году, заявив тогда, что «ученые изучают полигональную поверхность Марса, потому что возникновение и физические характеристики полигонов помогают нам понять недавнее и прошлое распределение льда на неглубокой поверхности и дает представление о климатических условиях».
Исследователи уверены в одном: такое образование потребует низких температур. «Возможное присутствие воды и льда, необходимых для процесса замораживания-оттаивания в клиньях, могло быть результатом миграции влаги, вызванной криогенным всасыванием, из подземного водоносного горизонта на Марсе, снегопада из воздуха или диффузии пара для отложения порового льда», — говорится в статье.
Хотя сегодняшний Марс кажется однородной, похожей на пустыню планетой, свидетельства динамичной истории все еще можно найти на его поверхности – и на много метров под ней.
Песчаные дюны встречаются впритык со сложенным льдом на северном полюсе Марса
Марс-экспресс ЕКА сделал интригующие фотографии вблизи северного полюса Марса, на котором огромные песчаные дюны встречаются со многими слоями пыльного льда, покрывающими полюс планеты.
Местность вокруг северного полюса Марса, известного как Planum Boreum, завораживает. Сам полюс покрыт слоями мелкой пыли и водяного льда; они имеют толщину в несколько километров и простираются примерно на 1000 км (приблизительно на ширину Франции).
Хотя большая часть этого материала здесь не видна, можно увидеть увидеть начало Planum Boreum справа от кадра с небольшими складками, показывающими, где начинают накапливаться слои материала. Земля также стала более резкой и ступенчатой, что наиболее отчетливо видно на топографическом изображении этого региона ниже. Области с самой низкой высотой имеют синий/зеленый цвета, а самые высокие – красный/белый/коричневый.
Топография северного полярного региона Марса. ЕКА
Эти слои образовались в результате того, что смесь пыли, водяного льда и инея со временем оседала на марсианской земле. Каждый слой содержит ценную информацию об истории Марса, рассказывающую о том, как изменился климат планеты за последние несколько миллионов лет.
Марсианской зимой слои покрываются тонкой шапкой сухого льда (углекислого льда) толщиной в пару метров. Каждое марсианское лето эта шапка полностью исчезает в атмосфере.
Следующее изображение получено стереокамерой высокого разрешения Mars Express (HRSC). Два крутых берега или откоса вертикально прорезают каркас. Они отмечают границу между вышеупомянутыми слоистыми отложениями (которые выходят за пределы кадра к полюсу, справа) и обширными широкими полями дюн, покрывающими нижнюю часть Планума Олимпия (слева).
Песчаные дюны встречаются со сложенным льдом на северном полюсе Марса. ЕКА
В левой части этого изображения преобладает обширная вытянутая полоса волнистых песчаных дюн, протянувшаяся более чем на 150 км только в этом кадре. Этот морщинистый, беспокойный вид резко контрастирует с гладкой и более нетронутой местностью, видимой справа. В этом гладком регионе отсутствуют явные признаки эрозии, и он не подвергся воздействию камней, прилетающих из космоса , что является показателем того, что поверхность очень молода и, вероятно, обновляется каждый год.
Между этими двумя крайностями расположены две полукруглые скалы, ширина большей из которых составляет около 20 км. В изгибах этих скал расположены покрытые инеем песчаные дюны. Грандиозный масштаб скал ясно виден по темным теням, которые они отбрасывают на поверхность внизу: их крутые ледяные стены возвышаются на высоту до километра.
Эти две скалы расположены в так называемой полярной впадине, образованной ветром, который разрушает поверхность. Они проявляются в виде волнистых хребтов на местности и распространены в этом регионе, создавая характерный спиралевидный узор полярного плато (наиболее четко видно на более широком контекстном изображении этого региона ниже и на других изображениях Planum Boreum с Марса).
Olympia Planum и Planum Boreum. ЕКА
Марс-Экспресс находится на орбите Красной планеты с 2003 года. Он фотографирует поверхность Марса, составляет карту ее минералов, определяет состав и циркуляцию разреженной атмосферы, исследует подземную кору и исследует, как различные явления взаимодействуют в марсианской среде.
HRSC космического корабля многое рассказал о разнообразной поверхности Марса за последние 20 лет. На его изображениях видно все: от вылепленных ветром хребтов и борозд до воронок на склонах колоссальных вулканов и ударных кратеров, тектонических разломов, речных каналов и древних озер лавы. За время своего существования миссия была чрезвычайно продуктивной, создав гораздо более полное и точное понимание нашего планетарного соседа, чем когда-либо прежде.
Марсианские барханские дюны
16 января 2020 года Марсианский разведывательный орбитальный аппарат (MRO) сделал это изображение двух типов песчаных дюн на Марсе: барханов и линейных дюн.
Марсианские барханские дюны. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Университет Аризоны
Маленькие точки называются барханными дюнами, и по их форме можно сказать, что они расположены с подветренной стороны. Дюны с подветренной стороны длинные и линейные. Каждый из этих двух типов дюн по-разному показывает направление ветра: барханы имеют крутой склон и серповидные «рога», направленные против ветра, а линейные дюны вытянуты вдоль основного направления ветра. Однако линейные дюны обычно указывают как минимум на два преобладающих ветра, которые растягивают песок в среднем направлении.
Бархан и линейные дюны — это не только марсианский феномен, мы также можем увидеть их на Земле. Астронавты на борту Международной космической станции сфотографировали происходящее в Бразилии и Саудовской Аравии.
Гигантский вулкан десятилетиями скрывался на виду в одном из самых знаковых регионов Марса
Новое исследование выявило гигантский вулкан и, возможно, слой погребенного ледникового льда. Место для этого новаторского объявления находится в восточной части вулканической провинции Тарсис на Марсе, недалеко от экватора планеты. Из-за размытости и труднодоступности этот объект был пропущен с тех пор, как «Маринер-9» собрал изображения этого места в 1971 году.
Согласно заявлению Института SETI, об этом открытии было сообщено во время 55-й конференции по лунным и планетарным наукам. Исследование проводилось с использованием данных миссий NASA Mariner 9, Viking Orbiter 1 и 2, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter, а также миссии Mars Express Европейского космического агентства .
Гигантский вулкан десятилетиями скрывался на виду в одном из самых знаковых регионов Марса, на границе между сильно изломанным лабиринтом Ноктис Лабиринт (Лабиринт Ночи) и обширной системой каньонов Валлес Маринерис (Долины Маринера). В районе, в котором находится недавно зарегистрированный вулкан, находятся еще известные гигантские вулканы: Монс Аскрей, Монс Павонис и Монс Арсия.
Подробный анализ альтиметрии региона с использованием данных лазерного высотомера орбитального аппарата Марса (MOLA) НАСА Mars Global Surveyor (MGS) в сочетании с данными изображений с высоким разрешением, полученными с помощью научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) с космического разведывательного орбитального аппарата Марса (MRO) НАСА и контекста. Imager (CTX) и стереокамера высокого разрешения Mars Express (MEX) Европейского космического агентства (HRSC) позволили обнаружить вулкан Ноктис. Помимо вершины вулкана, остатков кальдеры, а также внутренней и внешней зон, на топографической карте справа показаны «реликтовый ледник», открытый в 2023 году, и Приземление Ноктиса , потенциальное место посадки для будущих исследований роботов и человека. Цветная мозаика Mars Express HRSC © ESA/DLR/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO; справа: фоновое изображение: то же, что и слева; цифровая модель рельефа NASA MGS MOLA. Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхам 2024
Хотя недавно открытый вулкан более эрозирован и менее высок, чем эти другие вулканические аналоги, он конкурирует с другими по диаметру: около 280 миль (450 километров) и примерно 29 600 футов (9 022 метра) в высоту.
«Его открытие указывает на новое захватывающее место для поиска жизни и потенциальное место для будущих исследований роботами и людьми», — отмечается в заявлении Института SETI.
Ведущий автор исследования — Паскаль Ли , планетолог из Института SETI и Института Марса, базирующегося в Исследовательском центре Эймса НАСА: «Мы изучали геологию района, где в прошлом году нашли остатки ледника, и поняли, что находимся внутри огромного и глубоко разрушенного вулкана», — объясняет Ли.
Огромные размеры вулкана и сложная история изменений указывают на то, что он был активен в течение очень долгого времени. Кроме того, в его юго-восточной части расположены тонкие недавние вулканические отложения, под которыми, вероятно, все еще присутствует ледниковый лед.
«Известно, что в этой области Марса имеется большое разнообразие гидратированных минералов, охватывающих долгий период марсианской истории», — объясняет Сураб Шубхам, аспирант факультета геологии Университета Мэриленда и соавтор исследования.
Топографическая карта, показывающая знаковое расположение вулкана Ноктис между крупнейшими вулканическими провинциями и каньонами Марса. Цифровая модель рельефа Марсианского орбитального лазерного альтиметра (MOLA) НАСА Mars Global Surveyor (MGS). Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.
«Давно предполагалось, что эти минералы имеют вулканическую среду. Поэтому неудивительно, что здесь находится вулкан», — добавил Шубхам. «В каком-то смысле этот большой вулкан является долгожданным «дымящимся пистолетом»».
Вулкан Ноктис не имеет традиционной конической формы типичного вулкана, потому что долгая история глубоких трещин и эрозии изменила его. Однако при внимательном рассмотрении можно распознать ключевые особенности, указывающие на вулкан. Внутри «внутренней зоны», очерчивающей самые высокие остатки вулкана, дуга высоких гор отмечает центральную область вершины, достигая кульминации на высоте +9022 м (29 600 футов). Сохранившиеся части склонов вулкана простираются вниз в разных направлениях до внешнего края «внешней зоны», на расстоянии 225 км (140 миль) от вершины. Остаток кальдеры – остатки рухнувшего вулканического кратера, когда-то находившегося в лавовом озере – можно увидеть недалеко от центра сооружения.
Потоки лавы, пирокластические отложения (состоящие из вулканических твердых частиц, таких как пепел, зола, пемза и тефра) и гидротермальные минеральные отложения встречаются в нескольких областях по периметру вулканической структуры. На карте также показано поле конусов без корней и возможная протяженность неглубокого погребенного ледникового льда, о котором сообщалось в этом исследовании, по сравнению с «реликтовым ледником», обнаруженным в 2023 году.
Хотя очевидно, что вулкан был активен в течение длительного времени и начал формироваться рано в истории Марса, неизвестно, насколько именно рано. Точно так же, хотя извержения наблюдались даже в «современные времена», говоря геологическим языком, неизвестно, является ли этот объект все еще вулканически активным и может ли он извергнуться снова. Если он был активен в течение длительного времени, могло ли сочетание устойчивого тепла и воды изо льда позволить этому месту стать убежищем для жизни?
Недавно обнаруженный гигантский вулкан на Марсе расположен к югу от экватора планеты, в Восточном Лабиринте Ноктиса, к западу от Долины Маринериса, обширной системы каньонов планеты. Вулкан расположен на восточной окраине широкого регионального топографического холма под названием Тарсис, где расположены еще три известных гигантских вулкана: Аскрей Монс, Павонис Монс и Арсия Монс. Фоновое изображение: Марсианский глобус NASA/USGS. Геологическая интерпретация и аннотации Паскаля Ли и Сураба Шубхама, 2024 г.
Именно сочетание факторов делает место вулкана Ноктис исключительно интересным. Это древний и долгоживущий вулкан, настолько глубоко разрушенный, что через него можно пройти пешком, проехать или пролететь, чтобы исследовать, брать образцы и датировать различные части его недр, чтобы изучить эволюцию Марса во времени. Долгая история взаимодействия тепла с водой и льдом делает его идеальным местом для астробиологии и поиска признаков жизни.
Наконец, поскольку ледниковый лед, вероятно, все еще сохраняется вблизи поверхности в относительно теплой экваториальной области Марса, «это место выглядит очень привлекательным для исследования роботами и человеком», — сказал Ли в заявлении SETI.
Возможное присутствие ледникового льда на небольших глубинах вблизи экватора означает, что люди потенциально могут исследовать менее холодную часть планеты, сохраняя при этом возможность добывать воду для гидратации и производства ракетного топлива. Это топливо возможно изготавливать на Марсе путем расщепления воды на водород и кислород.
Знаменитый Олимп: самый большой вулкан Солнечной системы
Олимп — гигантский вулкан на Марсе, в три раза выше Эвереста и шириной во Францию. Марсианский Олимп — крупнейший вулкан Солнечной системы. Массивные марсианские горы возвышаются над окружающими равнинами Красной планеты и, возможно, ждут своего часа до следующего извержения.
Гора Олимп, расположенная в регионе Тарсис-Монтес недалеко от марсианского экватора, является одним из дюжины крупных вулканов, многие из которых от десяти до ста раз выше своих земных собратьев. Гора Олимп — самая высокая из всех, возвышается на 16 миль (25 километров) над окружающими равнинами и простирается на 374 мили (601 км) — примерно столько же, сколько штат Аризона.
Для сравнения, Мауна-Лоа на Гавайях, самый высокий вулкан на Земле , возвышается на 6,3 мили (10 км) над морским дном (но его вершина находится всего на 2,6 мили над уровнем моря). Объем горы Олимп примерно в сто раз превышает объем Мауна-Лоа, и вся цепь гавайских островов (от Кауаи до Гавайев), на которой она находится, могла бы поместиться внутри ее марсианского аналога.
Поскольку на Марсе нет поверхностной воды, определить высоту местности там не так легко, как на Земле. Но ученые определили эффективный «уровень моря» для Марса, известный как ареоид, который представляет собой воображаемую сферу, имеющую средний экваториальный радиус планеты. Это оказывается немного выше, чем равнина, окружающая гору Олимп, а относительно ареоида высота горы составляет всего 13 миль (21 км) — но это все равно рекордный размер.
Несмотря на это, тот факт, что она такая широкая, означает, что она не похожа на типичную гору на Земле. Если бы вы стояли на ней, она выглядела бы просто пологой равниной.
Гора Олимп возвышается в три раза выше самой высокой горы Земли, Эвереста , вершина которой находится на высоте 5,5 миль (8,8 км) над уровнем моря. Олимп — щитовой вулкан. Вместо того, чтобы яростно извергать расплавленный материал, щитовые вулканы создаются лавой, медленно стекающей по их склонам. В результате гора имеет невысокий, приземистый вид со средним уклоном всего 5 процентов.
По сравнению с марсианской местностью в целом, на поверхности Олимпа не так много ударных кратеров. Это указывает на то, что самый верхний слой лавы относительно молод: последнее извержение произошло всего 25 миллионов лет назад. Это может означать, что вулкан все еще активен и может снова извергнуться в будущем.
Шесть обрушившихся кратеров, известных как кальдеры, накладываются друг на друга, образуя на вершине впадину шириной 53 мили (85 км). Когда магматические камеры под кальдерами опорожнялись от лавы, скорее всего, во время извержения, камеры рухнули, больше не в силах выдерживать вес земли наверху. Скала или откос окружает внешний край вулкана, достигая высоты 6 миль (10 км) над окружающей территорией. (Один только утес примерно такой же высоты, как Мауна-Лоа.) Подножие вулкана окружает широкая впадина, поскольку его огромный вес давит на кору.
Гора Олимп — крупнейший вулкан Солнечной системы. ESA/DLR/FU Berlin/Mars Express/Andrea Luck CC BY 2.0
Гора Олимп — еще относительно молодой вулкан. Хотя на формирование потребовались миллиарды лет, некоторым регионам горы может быть всего несколько миллионов лет, что является относительно молодым возрастом на протяжении существования Солнечной системы. Таким образом, гора Олимп все еще может оставаться действующим вулканом с потенциалом извержения.
Самый высокий вулкан Солнечной системы может также содержать каменные ледники — каменные обломки, замороженные во льду. Отложения снега и льда над основанием щита могли привести к образованию таких ледников. Водяной лед, изолированный от поверхностной пыли, может существовать вблизи вершины вулкана. Вершины этих ледников могут иметь хребты, борозды и доли, быть покрыты камнями и валунами, а их возраст может составлять всего четыре миллиона лет.
Почему такой огромный вулкан образовался на Марсе, а не на Земле? Ученые полагают, что более низкая поверхностная гравитация Красной планеты в сочетании с более высокой скоростью извержений позволила лаве на Марсе накапливаться выше.
Черный контур Аризоны на этом изображении горы Олимп показывает аналогичные площади поверхности. НАСА
Наличие и отсутствие тектонических плит также могло играть важную роль в различных типах вулканов. Горячие точки лавы под корой остаются в одном и том же месте на обеих планетах. Однако на Земле движение земной коры препятствует устойчивому накоплению лавы. Например, Гавайские острова образовались в результате дрейфа плиты над горячей точкой. Каждое извержение создавало небольшой остров в другом месте.
Но на Марсе движение плит очень ограничено. И горячая точка, и кора остаются неподвижными. Когда лава вытекает на поверхность, она продолжает скапливаться в одном месте. Вместо цепочки вулканических островов образуются крупные вулканы, такие как гора Олимп. Фактически, три других крупных вулкана возле горы Олимп столь же гигантские; если бы существовал только один из четырех вулканов в этом регионе, это был бы самый высокий объект в Солнечной системе.
Помимо отсутствия движения плит, росту Олимпа способствовало его длительное время существования. Хотя сейчас у нас нет марсоходов, исследующих горы, планетологам удается исследовать вулканы с помощью камней с Земли. Изучая шесть нахлитовых метеоритов с Марса, ранее признанных вулканическими, ученые подтвердили продолжительное время существования марсианских вулканов.
Вид с орбиты на марсианский вулкан Олимп. Getty Images
«Нахлиты образовались как минимум в результате четырех извержений в течение 90 миллионов лет», — заявил в своем заявлении Бенджамин Коэн, планетолог из Университета Глазго в Шотландии. «Это очень долгий срок для вулкана, намного дольший, чем продолжительность существования земных вулканов, которые обычно активны всего несколько миллионов лет».
Метеориты были выброшены в космос, когда массивный камень врезался в планету 11 миллионов лет назад. «И это всего лишь оцарапало поверхность вулкана, поскольку из ударного кратера было бы выброшено лишь очень небольшое количество породы — поэтому вулкан, должно быть, был активен гораздо дольше», — сказал Коэн.
Другая группа из 11 марсианских метеоритов показала, что вулканы были активны еще дольше. Возраст 10 из них составлял всего 500 миллионов лет, а возраст 11-й, NWA 7635, составил 2,4 миллиарда лет.
«Это означает, что в течение 2 миллиардов лет в одном месте на поверхности Марса существовал своего рода устойчивый шлейф магмы», — заявил в своем заявлении исследователь Марк Каффи, профессор физики и астрономии в Университете Пердью в Индиане. «У нас нет ничего подобного на Земле, где что-то стабильно в течение 2 миллиардов лет в определенном месте».
Считается, что лава вытекла из этого большого вулканического жерла в регионе Тарсис на Марсе. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Университет Аризоны
Вулканы в Тарсис-Монтес настолько велики, что возвышаются над сезонными марсианскими пылевыми бурями. Итальянский астроном Джованни Скиапарелли, интенсивно изучавший поверхность Марса в конце 19 века, наблюдал огромные объекты с Земли с помощью 8-дюймового (22-сантиметрового) телескопа. Когда «Маринер-9» НАСА прибыл на Красную планету в 1971 году, он смог различить вершины вулканов над штормами.
Большая высота горы Олимп затрудняет спуск с парашютом в разреженной атмосфере, а наличие рыхлой пыли может вызвать проблемы с маневрированием марсоходов. Тем не менее, если в ближайшие десятилетия марсианский космический туризм начнет развиваться, гора Олимп может стать главной целью для любителей приключений. В 2021 году группа студентов из Королевского технологического института в Стокгольме, Швеция, подготовила предложение о миссии, которая, по их мнению, может быть осуществима к 2042 году. Марсоход доставит группу из трех человек к вершине гигантского вулкана, а затем двое из них пройдут последний участок пешком.
В качестве альтернативы компания под названием 4th Planet Logistics, которая описывает себя как «основанная с целью проектирования, строительства и оценки структур человеческой среды обитания и связанных с ними вспомогательных компонентов для использования на Луне, Марсе и за их пределами, стремится создать виртуальную -реальный маршрут восхождения на огромную гору.
«Я хотел бы направить личное приглашение принять участие в наших усилиях по созданию маршрута восхождения на вершину горы Олимп», — заявил основатель и директор 4th Planet Logistics Майкл Чалмер Данн в сообщении в блоге компании. Это означает, что, хотя вы не можете физически подняться на огромный вулкан, вы можете, по крайней мере, осмотреть его визуально. Некоторые ученые использовали стереокамеру высокого разрешения, установленную на европейском орбитальном аппарате Mars Express, для создания мозаики и модели местности вулкана.
Оползни на Марсе позволяют предположить, что вода когда-то окружала гору Олимп, самый высокий вулкан в Солнечной системе.
Новые данные свидетельствуют о том, что гора Олимп когда-то граничила с марсианским океаном, который сыграл важную роль в формировании знаковых полос на поверхности планеты. Доводы в пользу марсианских вулканов, возвышающихся над древними исчезнувшими океанами, становятся все более убедительными.
Исследователи, анализирующие изображения марсианского Олимпа, самого высокого вулкана в нашей солнечной системе, говорят, что морщинистый участок земли возле северной части горы, вероятно, образовался, когда обжигающе горячая лава вытекла из вершины миллионы лет назад. Предполагается, что эта лава столкнулась со льдом и водой у подножия горы, что привело к оползням. По словам ученых, по крайней мере некоторые из этих оползней должны были простираться примерно на 621 милю (1000 км) от вулкана и сморщиваться, затвердевая на протяжении веков.
Вид на поверхность, богатую валунами, отложенную предыдущим цунами. Затем они были разрушены каналами, образовавшимися, когда вода цунами вернулась на уровень высоты океана (белая стрелка показывает направление возврата потока). Желтые полосы – 10 метров. НАСА/Алексис Родригес
Хотя такие полосатые образования на Марсе уже давно изучены, роль воды в их формировании остается открытым вопросом. Новые результаты дополняют преобладающую теорию о том, что жидкая вода когда-то свободно текла по Красной планете, которая сейчас представляет собой холодный пустынный мир, за исключением остатков льда, в основном запертых внутри ее полюсов.
Смятый участок земли, изображенный на новых изображениях, известен как Lycus Sulci (Sulci — геологический термин; на латыни это параллельные бороздки). Он был сфотографирован в январе этого года орбитальным аппаратом Mars Express Европейского космического агентства, который отпраздновал два десятилетия обращения вокруг Марса в поисках признаков подземных вод.
Ликус Сульчи. ESA/DLR/FU Berlin
Эти новые открытия появились вслед за аналогичными геологическими свидетельствами, обнаруженными относительно гигантских скал, окружающих гору Олимп. Исследователи полагают, что эти скалы или откосы, как их называют, отмечают древнюю береговую линию, внутри которой находится большая впадина, где когда-то циркулировала жидкая вода. Последние результаты подтверждают эту идею, предполагая, что нижняя часть горы рухнула, когда лед и вода у ее подножия стали нестабильными после столкновения с лавой, источившейся изнутри.
«Этот обвал произошел в виде огромных камнепадов и оползней, которые соскользнули вниз и широко распространились по окружающим равнинам», — написали исследователи в своем заявлении.
Ликус Сульчи, изображенный на новых изображениях, простирается на 621 милю (1000 км) от горы Олимп и останавливается недалеко от кратера Йелва, марсианской чаши длиной 4,9 мили (8 км), названной в честь города в Нигерии. Борозды, обозначающие потоки лавы возле кратера Йелва, показывают, «насколько далеко разрушительные оползни прошли от склонов вулкана, прежде чем оседать», говорят исследователи в том же заявлении.
Этот вид Ликуса Сульчи и кратера Йелва на Марсе был создан на основе цифровой модели местности, а также надирного и цветового каналов стереокамеры высокого разрешения на корабле Mars Express ЕКА. На заднем плане изображен кратер Йелва, а на переднем плане доминирует морщинистая местность Ликуса Сульчи. Эти объекты расположены на краю «ореола» крупнейшего вулкана Марса, горы Олимп. ESA/DLR/FU Berlin
Несмотря на заманчивую возможность, новые результаты не позволяют сделать вывод о том, был ли регион Ликус Сульчи предрасположен для жизни на Марсе. Однако на Земле первое в своем роде исследование, проведенное в 2019 году, показало, что «лавовые сверчки» на Гавайях умеют процветать в палящей, неумолимой жаре лавы, которая следует за извержениями вулканов.
Ученые считают, что любые живые организмы, которые могли процветать на когда-то водном Марсе, погибли вместе с океанами. Мало кто предполагает, что одноклеточным организмам, возможно, удавалось впадать в спячку глубоко под ледяными шапками планеты, хотя можно только догадываться, существуют ли они сегодня.
Водяной лед, погребенный на экваторе Марса, имеет толщину более 2 миль (3,5 км)
Орбитальный аппарат «Марс-Экспресс» обнаружил достаточное количество водяного льда, погребенного под экватором Красной планеты, чтобы в случае таяния покрыть всю планету мелким океаном. Зонд Европейского космического агентства (ЕКА) обнаружил достаточно воды, чтобы покрыть Марс в океане глубиной от 4,9 до 8,9 футов (от 1,5 до 2,7 метра), погребенного в виде пыльного льда под экватором планеты.
Открытие было сделано миссией ЕКА Mars Express, космическим кораблем-ветераном, который уже 20 лет занимается научными работами вокруг Марса. Хотя это не первый раз, когда доказательства наличия льда обнаруживаются вблизи экватора Красной планеты, это новое открытие на сегодняшний день является самым большим количеством водяного льда, обнаруженным там до сих пор, и, похоже, соответствует предыдущим открытиям замороженной воды на Марсе.
«Удивительно, что радиолокационные сигналы соответствуют тому, что мы ожидаем увидеть от слоистого льда, и похожи на сигналы, которые мы видим от полярных шапок Марса, которые, как мы знаем, очень богаты льдом», — сказал ведущий исследователь Томас Уоттерс из Смитсоновского института в США в заявлении ЕКА.
На этой карте показано примерное количество льда в насыпях, образующих формацию ямок Медузы (MFF), состоящую из серии образованных ветром отложений размером в сотни километров в поперечнике и в несколько километров в высоту, что указывает на то, что богатые льдом отложения находятся на высоте до 3000 метров. Институт планетарных наук/Смитсоновский институт
Отложения толстые, простираются на 3,7 км (2,3) мили под землей и покрыты коркой затвердевшего пепла и сухой пыли толщиной в сотни метров. Лед не представляет собой чистую глыбу, а сильно загрязнен пылью. Хотя его присутствие вблизи экватора является местом, более доступным для будущих миссий с экипажем, его залегание на такой глубине означает, что доступ к водяному льду будет затруднен.
Около 15 лет назад Марс-Экспресс обнаружил залежи под геологическим образованием под названием формация ямок Медузы (MFF), но ученые не были уверены, из чего состоят эти отложения. География Марса разделена на северные высокогорья и южные низменности, а огромное ММП длиной 5000 км расположено недалеко от границы между ними.
Предполагается, что само ММП сформировалось в течение последних 3 миллиардов лет из потоков лавы и было покрыто вулканическим пеплом в давнюю эпоху, когда Марс был вулканически активен. Сегодня ММП покрыто кучами пыли высотой в несколько километров — на самом деле это самый обильный источник пыли на всей планете, для гигантских пылевых бурь, которые могут сезонно поглощать Марс. Были ли отложения просто пылью, возможно, заполнившей глубокую долину?
Новые наблюдения MARSIS, подземного радара на борту Mars Express, теперь дали ответ — и это не пыль.
Eumenides Dorsum, часть марсианской формации Medusae Fossae (MFF). ММП состоит из ряда образованных ветром отложений размером в сотни километров в поперечнике и в несколько километров в высоту. Эти отложения, расположенные на границе между возвышенностями и низменностями Марса, возможно, являются крупнейшим источником пыли на Марсе и одним из самых обширных отложений на планете. Калифорнийский технологический институт/JPL Global CTX Mosaic of Mars/Смитсоновский институт
«Учитывая, насколько она глубока, если бы MFF представлял собой просто гигантскую кучу пыли, мы ожидали бы, что она уплотнится под собственным весом», — заявила Андреа Чикетти из Национального института астрофизики в Италии в заявлении для прессы. «Это создало бы что-то гораздо более плотное, чем то, что мы на самом деле видим с MARSIS».
Вместо этого отложения имеют низкую плотность и довольно прозрачны для радара MARSIS, и именно так и можно было бы ожидать появления водяного льда в данных.
Более актуальным является вопрос о том, как водяной лед оказался погребенным на экваторе. Подповерхностный лед на Марсе и раньше обнаруживался в больших количествах, например, в 2008 году миссия НАСА «Феникс» раскопала лед прямо под пыльной поверхностью на полярной площадке спускаемого аппарата.
Совсем недавно орбитальный аппарат ESA Trace Gas Orbiter обнаружил водород из водяного льда прямо под поверхностью Candor Chaos, который является сегментом огромного разрыва на поверхности Марса, который мы называем Vallis Marineris. Кроме того, остатки древних ледников, так называемых реликтовых ледников, были обнаружены в Восточном Лабиринте Ноктиса, который находится всего в 7,3 градусах к югу от экватора.
Белая линия на поверхности Марса (вверху) показывает участок земли, отсканированный MARSIS. На графике ниже показана форма суши и структура недр: слой сухих отложений (вероятно, пыли или вулканического пепла) отмечен коричневым цветом, а слой предполагаемых богатых льдом отложений — синим. На графике видно, что залежи льда имеют высоту в тысячи метров и ширину в сотни километров. CReSIS/KU/Смитсоновский институт
Присутствие подземного водяного льда в низких и экваториальных широтах намекает на то, насколько сильно отличался климат Марса в далеком прошлом. Существование льда могло быть результатом блуждания оси Марса. Считается, что на протяжении всей истории Красной планеты осевой наклон полюсов планеты менялся довольно хаотично. В настоящее время полюса Марса наклонены к эклиптике на 25 градусов (по сравнению с Землей, наклон которой составляет 23 градуса), но в прошлом этот угол мог варьироваться от небольшого угла, например 10 градусов, до такого экстремального угла, как 60 градусов.
В периоды сильного наклона, когда полюса направлены ближе к Солнцу, чем к экватору, на поверхности экватора может образовываться водяной лед в больших количествах. Затем этот лед мог быть погребен под пеплом и пылью и оставаться покрытым по сей день. Изменение наклона также может объяснить особенности возрастом 400 000 лет, обнаруженные на Марсе китайским марсоходом Чжуронг , а также существование оврагов , образованных жидкой водой, где такой воды не должно было существовать.
Новое открытие описано в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters.
На Марсе найдены тысячи странных белых камней
Ржаво-красная поверхность Марса, возможно, и дала ему знаменитый статус «Красной планеты», но тысячи белых камней странным образом разбросаны по марсианской земле. Ровер НАСА Perseverance , робот-геолог, который исследует кратер Джезеро с начала 2021 года, озадачил ученых, когда предоставил изображения более 4000 светлых камней размером с гальку, разбросанных по дну кратера.
«Это очень необычные камни, и мы пытаемся понять, что происходит», — заявила на Лунной и планетарной научной конференции Кэндис Бедфорд, планетолог из Университета Пердью в Индиане и член научной группы «Марс 2020». Это объявление было сделано в тот момент, когда НАСА завершает архитектурный анализ возвращения марсианских камней на Землю в рамках амбициозной программы агентства по возврату образцов с Марса (MSR).
Изображенные белые камни — это то, что ученые называют «плавающими», то есть они были удалены и перевезены из своей первоначальной среды обитания; некоторые из них гладкие с ямками, а другие представляют собой объединение нескольких слоев. Первоначальный анализ, проведенный с помощью бортовых инструментов Perseverance, показал, что породы обезвожены не только по содержанию воды, но и по другим минералам, включая железо, магний, кальций и натрий.
Марсоход НАСА Perseverance использовал свою двойную камеру Mastcam-Z, чтобы сделать этот снимок Санта-Крус, холма в кратере Джезеро, 29 апреля 2021 года. NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Команда особенно заинтересована в происхождении этих необычных камней, поскольку их источники могут раскрыть подсказки о прошлом Красной планеты, в том числе о том, когда именно вода затопила кратер Езеро, который сегодня мы видим как засушливый участок земли. По словам Бедфорда , обезвоженная природа пород позволяет предположить, что они были нагреты и метаморфизованы либо потоками лавы, либо ударами астероидов в других местах Марса, а затем сброшены на дно кратера. Каким бы ни был конкретный процесс, она и ее команда подозревают, что, судя по геологической истории кратера Джезеро, он должен был произойти сравнительно недавно.
Марсоход Perseverance, проехавший более 15 миль (24,8 километра) с момента своего прибытия на Марс, в декабре 2023года отпраздновал 1000 дней науки, что также ознаменовало официальное завершение миссии, для которой он изначально был предназначен. К настоящему времени он заполнил 26 из 43 пробирок для образцов марсианской породы, рассказали члены команды миссии в LPSC. «В каждом образце есть бесчисленное количество зерен, которые мы потенциально могли бы изучать вечно», — сказал Бенджамин Вайс, профессор планетарных наук Массачусетского технологического института и член команды «Марс 2020».
Однако все эти загадочные камни — не единственная причина, по которой ученые стремятся доставить «Персеверанс» к краю кратера и, возможно, за его пределы. Они полагают, что там существует уникальная геология, которая еще не встречалась на дне кратера. Сюда входят породы до Езеро, которые могут содержать записи об образовании коры Марса и раннем климате. Он может даже содержать доказательства биосигнатур.
24-й марсианский образец, собранный марсоходом НАСА Mars Perseverance — «Кометный гейзер», образец, взятый из региона кратера Джезеро, который особенно богат карбонатом — минералом, связанным с обитаемостью.
«Учёные в настоящее время отмечают множество интересных мест отбора проб и более детально картируют сам край», — сказала Лиза Мэйхью, научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере. Большой интерес для ученых представляет местность, прилегающая к кратеру Езеро, под названием Нили Планум, чьи породы, по их мнению, могли образоваться в теплых условиях в то время, когда жизнь, скорее всего, развивалась — если она когда-либо существовала на ныне бесплодном мире. Отбор проб таких камней принесет огромную научную ценность тайнику, который уже существует на Персеверансе.
Однако эта научная ценность может быть полностью реализована только после того, как эти камни будут возвращены на Землю . Остаются вопросы о программе MSR, которую возглавляет НАСА, в том числе о том, когда и как агентство планирует вернуть собранные образцы на Землю. В октябре прошлого года НАСА поручило группе реагирования (MIRT) оценить альтернативные подходы к MSR после того, как независимый наблюдательный совет (IRB) обнаружил, что текущая архитектура приведет к перерасходу средств и сроков.
Канал долины Гедиз была высечена древней рекой
Марсоход НАСА Curiosity начал исследование нового региона Марса, который может рассказать больше о том, когда жидкая вода исчезла раз и навсегда с поверхности Красной планеты. Миллиарды лет назад Марс был намного влажнее и, вероятно, теплее, чем сегодня. Curiosity по-новому взглянет на это более похожее на Землю прошлое в процессе изучения канала долины Гедиз, извилистого, похожего на змею структуру, которая, кажется, была высечена древней рекой.
Такая возможность заинтриговала ученых. Команда марсохода ищет доказательства, подтверждающие, как канал был прорезан в подстилающей скале. Стороны формации настолько круты, что команда не думает, что канал образовался ветром. Однако селевые потоки (быстрые влажные оползни) или реки, несущие камни и отложения, могли иметь достаточно энергии, чтобы врезаться в коренную породу. После того как канал образовался, его завалили валунами и другим мусором. Ученые также хотят узнать, был ли этот материал перенесен селями или сухими лавинами.
После прибытия в канал долины Гедиз марсоход НАСА Curiosity 3 февраля сделал эту 360-градусную панораму с помощью одной из своих черно-белых навигационных камер. Это образование заинтриговало ученых тем, что оно может рассказать им об истории воды. на Красной планете. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт
С 2014 года Curiosity поднимается к предгорьям горы Шарп, которая находится на высоте 3 миль (5 километров) над дном кратера Гейла. Слои в этой нижней части горы формировались на протяжении миллионов лет на фоне меняющегося марсианского климата, что дало ученым возможность изучить, как со временем менялось присутствие воды и химических ингредиентов, необходимых для жизни.
Например, в нижней части этих предгорий находился слой, богатый глинистыми минералами , где когда-то много воды взаимодействовало с горными породами. Сейчас марсоход исследует слой, обогащенный сульфатами — солеными минералами, которые часто образуются при испарении воды. Чтобы полностью изучить канал, потребуются месяцы, и то, что узнают ученые, может пересмотреть сроки формирования горы.
Крутой путь, который марсоход НАСА Curiosity прошел, чтобы достичь канала долины Гедиз, обозначен желтым цветом на этой визуализации, созданной на основе орбитальных данных. Внизу справа — точка, где марсоход свернул, чтобы поближе рассмотреть гребень, образовавшийся давным-давно потоками обломков с вершины горы Шарп. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Калифорнийский университет в Беркли
Когда осадочные слои нижней части горы Шарп были отложены ветром и водой, эрозия разрушила их, обнажив слои, видимые сегодня. Только после этих длительных процессов, а также периодов сильной засухи, в течение которых поверхность горы Шарп представляла собой песчаную пустыню, смог образоваться канал Долины Гедиз. Ученые полагают, что валуны и другие обломки, которые впоследствии заполнили канал, прибыли с вершины горы, куда «Кьюриосити» никогда не доберется, что дает команде представление о том, какие виды материала могут там находиться.
«Если канал или куча мусора образовались из жидкой воды, это действительно интересно. Это будет означать, что довольно поздно в истории горы Шарп – после длительного засушливого периода – вода вернулась, и в значительной степени», — сказал научный сотрудник проекта Curiosity Эшвин Васавада из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.
Это объяснение согласуется с одним из самых удивительных открытий, которые Curiosity сделал во время восхождения на гору Шарп: вода, кажется, приходила и уходила поэтапно, а не исчезала постепенно по мере того, как планета становилась суше. Эти циклы можно увидеть в грязевых трещинах, в мелких соленых озерах, а прямо под каналом — катастрофические селевые потоки, которые накапливались, образуя обширный хребет долины Гедиз.
В прошлом году «Кьюриосити» совершил сложное восхождение, чтобы изучить хребет, который пересекает склоны горы Шарп и, кажется, вырастает из конца канала, что позволяет предположить, что оба являются частью одной геологической системы.
360-градусное видео, чтобы увидеть канал Гедиз Валлис с точки зрения марсохода НАСА Curiosity. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт
Curiosity задокументировал канал с помощью 360-градусной черно-белой панорамы, снятой левой навигационной камерой марсохода. На снимке, сделанном 3 февраля (4086-й марсианский день или сол миссии), виден темный песок, заполняющий одну сторону канала, и куча обломков, поднимающаяся сразу за песком. В противоположном направлении находится крутой склон, по которому Curiosity поднялся, чтобы добраться до этой области.
Ровер снимает такие панорамы с помощью своих навигационных камер в конце каждой поездки. Теперь научная группа еще больше полагается на навигационные камеры, в то время как инженеры пытаются решить проблему , ограничивающую использование одного тепловизора, принадлежащего цветной мачтовой камере или Mastcam. Curiosity был построен JPL, которой управляет Калифорнийский технологический институт в Пасадене, Калифорния. Лаборатория реактивного движения возглавляет миссию от имени Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне.
Астероид врезался в Марс 2,3 миллиона лет назад, разбросав обломки по территории планеты
Более двух миллионов лет назад гигантский астероид врезался в Марс, оставив на поверхности один массивный кратер и около двух миллиардов отдельных кратеров поменьше. Эти вторичные кратеры появляются на расстоянии 1000 миль (1800 километров), что делает это астероидное событие одним из крупнейших столкновений, наблюдаемых на Красной планете в относительно недавней истории. По оценкам, астероиды, достаточно массивные, чтобы вызвать подобные масштабные разрушения, сталкиваются с Марсом только один раз в 3 миллиона лет.
Удар произошел на экваторе Марса в регионе, который человечество назвало Elysium Planitia; он оставил после себя главный кратер Коринто шириной 8,6 мили (13,9 км) и глубиной 0,62 мили (1 км). С другой стороны, вторичные кратеры от удара имеют размер от 656 футов (200 метров) до 0,8 мили (1,3 км) в диаметре и простираются наружу в виде большой «лучевой системы», по словам ученых, стоящих за результатами.
Несмотря на возраст 2,3 миллиона лет, кратер и его второстепенные части — некоторые из которых высечены в потоках лавы, берущих начало с вершины потухшего марсианского вулкана Элизиум Монс — считаются командой чрезвычайно молодыми.
«Кратер Коринто — это новый ударный кратер в Элизиум-Планитии, который образовал одну из самых обширных систем тепловых лучей и вторичных кратеров на Марсе, простирающуюся примерно на 1243 мили (2000 км) к югу и охватывающую дугу почти 180 ° на Марсе», написала команда в соответствующем исследовании.
Изображение кратеров, образовавшихся в результате удара Коринто 2,3 миллиона лет назад. НАСА, Аризонский университет
Авторы объяснили, как они использовали данные тепловых и видимых изображений, собранные марсианским разведывательным орбитальным аппаратом НАСА, для описания кратера и покрова из фрагментов, или «выбросов», выброшенных в марсианскую атмосферу в результате удара. Выброс относится к любому материалу, который «выбрасывается» из кратера в результате какого-либо удара. В данном случае выбросы представляют собой куски Марса, вылетевшие из гигантской полости главного кратера, образовавшейся в результате крушения астероида.
Эти данные, собранные с помощью инструментов эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) и контекстной камеры (CTX) космического корабля , были переданы программе машинного обучения, которая отделяла кратеры, вызванные выбросом этого удара, от других марсианских кратеров, возникших в результате ударов астероидов. Эта информация затем была использована для оценки возраста удара и общего количества вторичных кратеров, образовавшихся в результате первоначального удара.
Измеряя распределение вторичных кратеров, простирающихся от Коринто, команда обнаружила наибольшую концентрацию к югу и юго-западу от главного ударного кратера.иК северу от кратера отсутствует выброс, что, по мнению ученых, указывает на то, что астероид, вызвавший эти разрушения, вошел в атмосферу Красной планеты под углом примерно 30–45 градусов с севера или северо-востока.
Самые дальние вторичные кратеры, обнаруженные исследователями, показали, что некоторые выбросы от удара были выпущены на расстояние до 1150 миль (1850 км). Это примерно в четыре раза больше длины Гранд-Каньона.
На иллюстрации показан марсианский разведывательный орбитальный аппарат, собирающий данные на месте вокруг Красной планеты. Роберт Ли/НАСА
Однако вторичные кратеры различались не только по расстоянию от основной зоны удара и по размеру. Команда, стоящая за открытиями, также классифицировала их по форме. Некоторые из них были круглыми и полукруглыми, а другие выглядели «приплюснутыми круглыми» или «эллиптическими».
Исследователи определили, что форма или «морфология» вторичных кратеров связана со скоростью, с которой были выброшены образовавшие их фрагменты, размером этих фрагментов и составом поверхности марсианского региона, на котором они упали. Вблизи Коринто вторичные кратеры приняли форму полукругов, а кратеры эллиптической формы были обнаружены дальше от основной зоны удара.
«Большое количество вторичных кратеров, образованных Коринто, соответствует тому, что большая часть выброшенного материала представляет собой прочный базальт», — написала команда.
Базальты — это вулканические породы, образовавшиеся в результате быстрого охлаждения лавы, богатой магнием и железом, поэтому фрагменты, вероятно, представляют собой лаву, ранее извергнутую из вулкана, в который врезался астероид.
Состав некоторых выбросов, выброшенных с поверхности Марса в результате удара астероида, указывает на то, что космический камень упал на воду или лед. Об этом же говорят и разбросанные по дну кратера Коринто «ямы», предполагающие дренаж воды или газа, выделяющихся в результате воздействия на богатые льдом материалы. Результаты команды были представлены на 55-й ежегодной конференции по лунным и планетным наукам в Техасе в начале марта.
Слои-гейзеры углекислого газа в виде пауков, отложившиеся в темные зимние месяцы
Mars Express ЕКА зафиксировал характерные следы «пауков», разбросанных по южному полярному региону Марса. Эти маленькие темные формы не являются настоящими пауками, а образуются, когда весенний солнечный свет падает на слои углекислого газа, отложившиеся в темные зимние месяцы. Солнечный свет заставляет лед из углекислого газа в нижней части слоя превращаться в газ, который впоследствии накапливается и пробивает плиты вышележащего льда. Газ вырывается наружу марсианской весной, вытягивая темный материал на поверхность и разрушая слои льда толщиной до метра.
Выходящий газ, насыщенный темной пылью, вырывается вверх через трещины во льду в виде высоких фонтанов или гейзеров, прежде чем упасть обратно вниз и оседать на поверхности. Это создает темные пятна диаметром от 45 м до 1 км. Этот же процесс создает характерные «паукообразные» узоры, выгравированные подо льдом – и поэтому эти темные пятна являются верным признаком того, что «пауки» могут скрываться подо льдом.
Mars Express обнаружил следы «пауков» в Марсианском городе инков
Другой исследователь Марса ЕКА, орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), особенно четко изобразил узоры, похожие на усики пауков. Пауки, пойманные TGO, лежат рядом, но за пределами региона, показанного на этом новом изображении Mars Express. Вид Mars Express показывает темные пятна на поверхности, образованные выходящим газом и материалом, а перспектива TGO также фиксирует паутинообразные каналы, вырезанные во льду внизу.
Вышеупомянутые темные пятна можно увидеть по всему изображению Mars Express, они ползут по высоким холмам и обширным плато. Однако большинство из них можно увидеть как небольшие пятна в темной области слева, которая находится на окраине части Марса, называемой Городом Инков. Причина этого названия не является загадкой: линейная, почти геометрическая сеть хребтов напоминает руины инков. Город инков, более формально известный как Ангустус Лабиринт, был открыт в 1972 году зондом НАСА «Маринер-9».
вид на город инков на Марсе
Этот новый вид города инков и его скрытых «паукообразных жителей» был запечатлен стереокамерой высокого разрешения Mars Express. Мы до сих пор не знаем точно, как образовался Город Инков. Возможно, песчаные дюны со временем превратились в камень. Возможно, такие материалы, как магма или песок, просачиваются сквозь расколотые листы марсианской породы. Или хребты могут быть «эскерами», извилистыми структурами, связанными с ледниками.
«Стены» города инков представляют собой часть большого круга диаметром 86 км. Поэтому ученые подозревают, что «город» находится внутри большого кратера, который сам образовался в результате падения камня из космоса на поверхность планеты. Это воздействие, вероятно, вызвало появление разломов на окружающей равнине, которые затем были заполнены поднимающейся лавой и с тех пор со временем стерлись.
вид на город инков на Марсе
К средней части изображения пейзаж несколько меняется: появляются крупные округлые и овальные завитки, создающие эффект мрамора. Считается, что этот эффект возникает, когда слоистые отложения с течением времени изнашиваются.
Справа от центра кадра расположены несколько заметных курганов с крутыми склонами и плоскими вершинами, которые возвышаются более чем на 1500 м над окружающей местностью. Они образуются, когда более мягкий материал со временем размывается потоками ветра, воды или льда, оставляя после себя более твердый материал, из которого формируются эти холмы. Земля все больше покрывается гладкой светлой пылью. Некоторые следы «пауков» можно увидеть здесь, разбросанными по плато, скрывающимися среди различных каньонов и впадин.
Метан в кратере Гейла ведет себя неожиданным образом
Живые существа производят большую часть метана на Земле. Но ученые не нашли убедительных признаков современной или древней жизни на Марсе и поэтому не ожидали найти там метан. Тем не менее, портативная химическая лаборатория на борту «Кьюриосити», известная как SAM, или «Анализ проб на Марсе», постоянно обнаруживает следы газа вблизи поверхности кратера Гейла, единственного места на поверхности Марса, где до сих пор был обнаружен метан. Его вероятным источником, как предполагают ученые, являются геологические механизмы, в которых участвуют вода и горные породы глубоко под землей.
Если бы это была вся история, все было бы легко. Однако SAM обнаружил, что метан в кратере Гейла ведет себя неожиданным образом. Он появляется ночью и исчезает днем. Он колеблется в зависимости от сезона и иногда достигает уровня в 40 раз выше обычного. Удивительно, но метан также не накапливается в атмосфере: орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas Orbiter ЕКА (Европейского космического агентства), отправленный на Марс специально для изучения газа в атмосфере, не обнаружил метана.
Луны Марса
Почему некоторые научные инструменты обнаруживают метан на Красной планете, а другие нет? Метан заставляет марсианских ученых заниматься лабораторными работами и проектами компьютерного моделирования, целью которых является объяснение того, почему газ ведет себя странно и обнаруживается только в кратере Гейла. Исследовательская группа НАСА недавно поделилась интересным предложением.
В мартовской статье в «Журнале геофизических исследований: Планеты» группа предположила, что метан — независимо от того, как он производится — может быть запечатан под затвердевшей солью, которая может образоваться в марсианском реголите, который представляет собой «почву», состоящую из разбитой породы и пыли. Когда температура повышается в теплое время года или в более теплое время суток, что ослабляет герметичность, метан может просачиваться наружу.
Исследователи под руководством Александра Павлова, планетолога из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, предполагают, что газ также может извергаться клубами, когда уплотнения трескаются под давлением, скажем, марсохода размером с небольшой внедорожник, проезжающего по нему. Гипотеза команды может помочь объяснить, почему метан обнаруживается только в кратере Гейла, сказал Павлов, учитывая, что это одно из двух мест на Марсе, где робот бродит и бурит поверхность. (Другой робот ислледует кратер Джезеро, марсоход НАСА «Настойчивость», хотя у этого марсохода нет прибора для обнаружения метана.)
Гера у Марса
Павлов связывает происхождение этой гипотезы с несвязанным с ним экспериментом, который он провел в 2017 году, в котором участвовало выращивание микроорганизмов в искусственной марсианской вечной мерзлоте (замерзшей почве), наполненной солью, как и большая часть марсианской вечной мерзлоты. Павлов и его коллеги проверили, могут ли бактерии, известные как галофилы, обитающие в соленых озерах и других богатых солью средах на Земле, процветать в аналогичных условиях на Марсе.
По его словам, результаты выращивания микробов оказались неубедительными, но исследователи заметили нечто неожиданное: верхний слой почвы образовал соляную корку, когда соленый лед сублимировался, превращаясь из твердого тела в газ, оставляя после себя соль.
«В тот момент мы об этом не особо задумывались», — сказал Павлов, но он вспомнил почвенную корку в 2019 году, когда перестраиваемый лазерный спектрометр SAM обнаружил выброс метана, который никто не мог объяснить. И именно тогда он и его команда начали тестировать условия, при которых могут образовываться и растрескиваться затвердевшие соляные печати.
Марс, вид с верхней «астероидной палубы» Геры
Команда Павлова протестировала пять образцов вечной мерзлоты, наполненных различными концентрациями соли под названием перхлорат, которая широко распространена на Марсе. Вероятно, сегодня в кратере Гейла нет вечной мерзлоты, но уплотнения могли образоваться давным-давно, когда Гейл был холоднее и ледянее. Ученые подвергли каждый образец воздействию различных температур и давления воздуха в камере моделирования Марса в НАСА Годдард.
Периодически команда Павлова вводила неон, аналог метана, под образец почвы и измеряла давление газа под и над ним. Более высокое давление под образцом означало, что газ оказался в ловушке. В конечном итоге печать сформировалась в марсианских условиях в течение 3–13 дней только в образцах с концентрацией перхлората от 5% до 10%.
Это гораздо более высокая концентрация соли, чем замерил Curiosity в кратере Гейла. Но тамошний реголит богат солевыми минералами другого типа, называемыми сульфатами, которые команда Павлова хочет затем проверить, чтобы увидеть, могут ли они также образовывать печати.
Марсоход Curiosity прибыл в регион, который, как полагают, образовался в результате высыхания климата Марса. Улучшение нашего понимания процессов образования и разрушения метана на Марсе является ключевой рекомендацией старшего обзора планетарной миссии НАСА 2022 года , и теоретическая работа, подобная работе Павлова, имеет решающее значение для этих усилий. Однако ученые говорят, что им также необходимы более последовательные измерения содержания метана.
Деймос в высоком разрешении
SAM обнаруживает метан только несколько раз в год, поскольку в остальное время он занят своей основной работой — бурением проб с поверхности и анализом их химического состава.
«Эксперименты с метаном требуют больших ресурсов, поэтому мы должны действовать очень стратегически, когда решаем их проводить», — сказал Чарльз Мэлеспин из Годдарда, главный исследователь SAM.
Тем не менее, по словам ученых, чтобы проверить, как часто происходят скачки уровня метана, потребуется новое поколение наземных приборов, которые непрерывно измеряют уровень метана во многих местах по всей Марсе.
«Некоторая часть работы по метану придется оставить будущим наземным космическим кораблям, которые будут более сосредоточены на ответах на эти конкретные вопросы», — сказал Васавада.
Каньоны и облака на Марсе
Марс-Экспресс прибыл к Марсу в конце 2003 года и завершил свой 25-тысячный виток 19 октября 2023 года. За два десятилетия, прошедшие с момента его прибытия, орбитальный аппарат полностью изменил наше представление о планете. Он нанес на карту атмосферу более полно, чем когда-либо прежде, проследил историю воды на поверхности Марса, изучил две маленькие марсианские луны с беспрецедентной детализацией и предоставил захватывающие дух виды планеты в трех измерениях.
Этот новый образ не является исключением. Основное внимание уделяется региону Тарсис, который покрывает около четверти поверхности планеты и является домом для знаменитых колоссальных вулканов Марса. Здесь можно увидеть множество вулканов: Олимп, Арсия, Павонис и Аскрей Монс, а также Йовис, Библис и Улисс Толус. Гора Олимп — самая большая, ее высота достигает почти 22 км (по сравнению с Эверестом, высота которого здесь, на Земле, составляет 8,8 км).
Какими бы захватывающими они ни были, вулканы Марса — далеко не единственная интересная особенность, которую можно увидеть здесь. Интересно, что «Марс-Экспресс» также запечатлел неожиданного гостя на крупнейшем спутнике Марса, Фобосе , которого можно увидеть как темную каплю, проходящую в левом нижнем углу. По меркам Солнечной системы Фобос расположен очень близко к Марсу, вращаясь всего в 6000 км от поверхности Марса. Для сравнения: наша собственная Луна находится примерно в 385 000 км от поверхности Земли.
Изломанные, растрескавшиеся каньоны Лабиринта Ноктиса, которые ранее уже несколько раз просматривались Марс-Экспрессом, в том числе во время визуализированного пролета, также можно увидеть под тремя вулканами, рассекающими кадр. Большой оползень Lycus Sulci можно увидеть к северу от горы Олимп, а также впадины и долины Танталовых ям в правом верхнем углу. Эти особенности ранее уже исследовались компанией Mars Express.
Некоторые интересные погодные особенности можно увидеть в нижней части кадра, где синий оттенок проникает в эту сцену песочного оттенка. Разноцветные полосы — это облака: небольшая яркая полоса облаков справа и колеблющиеся облака «подветренной волны» слева. Облака с волнами Ли возникают, когда потоки воздуха обтекают препятствие на местности внизу, например, возвышение, и при этом получают прирост скорости. Затем воздух образует волнообразную структуру на защищенной (подветренной) стороне хребта.
Группа европейских ученых опубликовала самую подробную геологическую карту Oxia Planum
Группа европейских ученых опубликовала самую подробную геологическую карту Oxia Planum — места посадки марсохода ЕКА «Розалинда Франклин» на Марс. Этот тщательный взгляд на географию и геологическую историю этого района поможет марсоходу исследовать некогда богатую водой местность в поисках признаков прошлой и настоящей жизни.
Карта дает ученым фору до того, как Розалинд Франклин приземлится там в 2030 году. За четыре года работы на этой карте обозначено 15 объектов с характерными геологическими особенностями, которые могут помочь решить, как марсоход исследует местность, интерпретирует ее окрестности и пытается собрать доказательства. первобытной жизни.
Oxia Planum расположена недалеко от марсианского экватора и содержит осадочные отложения возрастом почти четыре миллиарда лет. В геологическом масштабе это будет старейшая посадочная площадка, которую посетил марсоход. Регион богат глинистыми минералами, образовавшимися при наличии воды. Эти камни идеально подходят для сохранения свидетельств самых ранних форм жизни. Это делает его отличным местом для поиска подсказок о том, существовала ли когда-то жизнь на Красной планете.
Миссия марсохода Розалинд Франклин
Во время карантина из-за COVID научная группа Розалинд Франклин начала онлайн-программу обучения примерно для 80 добровольцев по нанесению на карту выбранного места посадки. Работа была разделена на 134 участка площадью в один квадратный километр, чтобы команда могла полностью охватить предполагаемую зону приземления. Ученые использовали веб-систему, которая позволяла всем работать над картой параллельно. Программное обеспечение было предоставлено Лабораторией реактивного движения НАСА и установлено в ЕКА.
Данные поступили из системы цветного и стереоизображения поверхности (CaSSIS) на борту орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter и нескольких инструментов на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) НАСА , включая камеру HiRISE, которая возвращает изображения с орбиты Марса с разрешением 25 см на пиксель.
Руководители картографии затем собрали воедино информацию обо всех областях, чтобы сформировать последовательную карту, которая показывает геологию места приземления в беспрецедентных деталях. Карта включает в себя основные типы коренных пород, а также структуры различной формы, такие как хребты и кратеры. В нем даже присутствует материал, который лежит сверху, например, унесенный ветром или отброшенный на большие расстояния при ударе метеоритов о поверхность.
Результатом стала карта Oxia Planum с самым высоким разрешением, созданная в масштабе 1:25 000, согласно которой каждый сантиметр равен 250 метрам на марсианской поверхности. Средний пробег Розалинды Франклин от 25 до 50 метров в день будет составлять от одного до двух миллиметров на карте.
Карта была опубликована в «Журнале карт» вместе с научной статьей , которая включает наблюдения и интерпретации каждой геологической единицы, и вскоре за ней последует вторая публикация, исследующая, что эти геологические единицы означают для представлений ученых о том, какова окружающая среда древнего Марса.
Геологическая карта Оксиа-Планум
В ходе учений ученые из разных групп ознакомились с геологией и географией места посадки за несколько лет до того, как марсоход начнет работать на Марсе. Научная группа Розалинд Франклин теперь имеет лучшее представление о потенциальных научных объектах, типе местности, с которой столкнется марсоход, и некоторых опасностях на его пути.
Ровер ЕКА «Розалинда Франклин» оборудован для поиска доказательств прошлой и настоящей жизни на Марсе благодаря своим буровым и научным инструментам. Это позволит научным группам на Земле спланировать стратегию ежедневных экспедиций Розалинды Франклин на Марс, поскольку они определят лучшее место для бурения в условиях суровой радиационной среды и ежедневных колебаний температуры поверхности.
Розалинда Франклин станет первым марсоходом, который пробурит скважину на два метра ниже поверхности, собирая образцы там, где вероятность сохранения биосигнатур выше, чем на поверхности, и анализируя их в своей бортовой лаборатории.
Магнитное поле Марса и солнечная радиация
Солнце вступает в период пиковой активности, называемый солнечным максимумом, который происходит примерно каждые 11 лет. Во время солнечного максимума Солнце особенно склонно устраивать огненные «истерики» в различных формах, включая солнечные вспышки и корональные выбросы массы, которые запускают излучение глубоко в космос. Когда происходит серия таких солнечных событий, это называется солнечной бурей.
Магнитное поле Земли в значительной степени защищает нашу родную планету от последствий этих штормов. Но Марс давно утратил свое глобальное магнитное поле, в результате чего Красная планета стала более уязвимой для энергетических частиц Солнца. Насколько интенсивной становится солнечная активность на Марсе? Исследователи надеются, что нынешний солнечный максимум даст им шанс это выяснить. Прежде чем отправлять туда людей, космическим агентствам необходимо определить, среди многих других деталей, какая радиационная защита потребуется астронавтам.
Этот корональный выброс массы, зафиксированный Обсерваторией солнечной динамики НАСА, вспыхнул на Солнце 31 августа 2012 года, распространяясь со скоростью более 900 миль в секунду и посылая радиацию глубоко в космос. Магнитное поле Земли защищает ее от радиации, вызванной такими солнечными событиями, как это, в то время как Марсу такой защиты не хватает. НАСА/GFSC/SDO
«Что касается людей и объектов на поверхности Марса, мы не имеем четкого представления о том, каков эффект от радиации во время солнечной активности», — сказал Шеннон Карри из Лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо в Боулдере. Карри является главным исследователем орбитального аппарата НАСА MAVEN (Марсианская атмосфера и нестабильная эволюция), которым управляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «На самом деле мне бы очень хотелось увидеть «большое событие» на Марсе в этом году — большое событие, которое мы можем изучить, чтобы лучше понять солнечное излучение, прежде чем астронавты отправятся на Марс».
MAVEN наблюдает за радиацией, солнечными частицами и многим другим с высоты над Марсом. Тонкая атмосфера планеты может повлиять на интенсивность частиц к тому времени, когда они достигнут поверхности, и именно здесь на помощь приходит марсоход НАСА Curiosity. Данные детектора радиационной оценки Curiosity, или RAD , помогли ученым понять, как радиация разрушает молекулы на основе углерода. на поверхности — процесс, который может повлиять на то, сохранились ли там признаки древней микробной жизни. Этот прибор также дал НАСА представление о том, какую защиту от радиации могут ожидать астронавты, используя для защиты пещеры, лавовые трубы или скалы. Когда происходит солнечное событие, ученые смотрят как на количество солнечных частиц, так и на их энергию.
MAVEN НАСА и марсоход агентства Curiosity будут изучать солнечные вспышки и радиацию на Марсе во время солнечного максимума – периода, когда Солнце находится на пике активности. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/GSFC/SDO/MSSS/Университет Колорадо
«Вы можете иметь миллион частиц с низкой энергией или 10 частиц с чрезвычайно высокой энергией», — сказал главный исследователь RAD Дон Хасслер из офиса Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. «Хотя инструменты MAVEN более чувствительны к приборам с более низкой энергией, RAD — единственный инструмент, способный видеть инструменты с высокой энергией, которые проходят через атмосферу на поверхность, где могли бы находиться астронавты».
Когда MAVEN обнаруживает большую солнечную вспышку, команда орбитального аппарата сообщает об этом команде Curiosity, чтобы они могли следить за изменениями в данных RAD. Обе миссии могут даже собрать временные ряды, измеряющие изменения с точностью до полсекунды, когда частицы достигают марсианской атмосферы, взаимодействуют с ней и в конечном итоге ударяются о поверхность.
Миссия MAVEN также возглавляет систему раннего предупреждения, которая позволяет другим командам космических кораблей на Марсе знать, когда уровень радиации начинает повышаться. Предупреждение позволяет миссиям отключать приборы, которые могут быть уязвимы к солнечным вспышкам и могут мешать работе электроники и радиосвязи.
Помимо помощи в обеспечении безопасности астронавтов и космических кораблей, изучение солнечного максимума может также помочь понять, почему Марс превратился из теплого и влажного мира, похожего на Землю, миллиарды лет назад, в ледяную пустыню, которой он является сегодня. Планета находится в той точке своей орбиты, когда она ближе всего к Солнцу, что нагревает атмосферу. Это может привести к тому, что вздымающиеся пыльные бури покроют поверхность. Иногда бури сливаются, становясь глобальными.
Хотя на Марсе осталось мало воды (в основном лед под поверхностью и на полюсах), ее часть все еще циркулирует в атмосфере в виде пара. Ученые задаются вопросом, помогают ли глобальные пылевые бури выбрасывать этот водяной пар, поднимая его высоко над планетой, где атмосфера разрушается во время солнечных бурь. Одна из теорий состоит в том, что этот процесс, повторявшийся достаточное количество раз на протяжении тысячелетий, мог бы объяснить, как на Марсе сегодня практически не было озер и рек и практически не осталось воды.
Если бы глобальная пыльная буря произошла одновременно с солнечной бурей, это дало бы возможность проверить эту теорию. Ученые особенно взволнованы тем, что этот конкретный солнечный максимум приходится на начало самого пыльного сезона на Марсе, но они также знают, что глобальная пыльная буря — редкое явление.
Почему НАСА периодически приостанавливает миссии на Марсе
Примерно каждые два года Земля и Марс переживают короткий период, известный как солнечное соединение, когда две планеты оказываются на противоположных сторонах Солнца. В среднем Марс обычно находится на расстоянии около 140 миллионов миль, но во время солнечного соединения оно увеличивается. Это расстояние составляет около 235 миллионов миль — примерно 2,5 астрономических единиц (а.е.) от Земли. По сути, это космическая противоположность марсианской оппозиции, когда Земля оказывается зажатой между Марсом и Солнцем (и планета God of War выглядит особенно кровожадной в ночном небе).
Солнце представляет собой гигантский шар интерференции. Когда марсоходы, орбитальные аппараты пытаются отправить данные обратно на Землю, информация может быть нарушена заряженными частицами Солнца, которые могут оставить пробелы в данных. Но обратный сценарий является более катастрофическим, поскольку запутанные команды, отправленные НАСА, могут привести к провалу миссии.
НАСА ищет новый способ доставить драгоценные образцы с Марса обратно на Землю
Эти образцы собираются марсоходом Perseverance в кратере Джезеро на Марсе, где миллиарды лет назад располагались озеро и дельта реки. Получение образцов — одна из главных научных целей НАСА. Изучение нетронутого материала Красной планеты в хорошо оборудованных лабораториях по всему миру может дать ключевую информацию о Марсе, в том числе, возможно, о том, была ли на нем когда-либо жизнь, говорят представители НАСА.
Агентство уже некоторое время использует архитектуру возврата образцов с Марса (MSR), но неоднократные задержки и перерасход средств сделали первоначальный план непрактичным, заявили 15 апреля представители НАСА.
«Суть в том, что 11 миллиардов долларов — это слишком дорого, а не возвращать образцы до 2040 года — это неприемлемо слишком долго», — заявил сегодня днем глава НАСА Билл Нельсон во время разговора с журналистами.
Эта цена является верхней оценкой, рассчитанной независимой экспертной комиссией, которая опубликовала свои выводы в сентябре прошлого года. Для перспективы: исследование, проведенное в июле 2020 года, оценило общую стоимость MSR в размере от 2,5 до 3 миллиардов долларов.
Марсоход НАСА Perseverance сделал это селфи, глядя на одну из 10 пробирок с образцами, хранящихся в хранилище образцов, которое он создал в районе под названием Три Вилки. Это изображение было получено камерой WATSON на роботизированной руке марсохода 20 января 2023 года, в 684-й марсианский день или сол миссии. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/MSSS
Команда НАСА проанализировала сентябрьские результаты и определила, что агентство не сможет доставить образцы Perseverance на Землю до 2040 года с установленной архитектурой. В этом выводе были указаны такие причины, как текущие бюджетные ограничения и желание не уничтожать другие высокоприоритетные научные усилия, такие как миссия беспилотника Dragonfly к огромному спутнику Сатурна Титану .
Кстати, сложившаяся архитектура позволила бы отправить к кратеру Джезеро посадочный модуль, построенный НАСА. Этот посадочный модуль должен был принести с собой ракету под названием Mars Ascent Vehicle (MAV) и, возможно, несколько небольших эвакуационных вертолетов, подобных новаторскому винтокрылому аппарату НАСА Ingenuity .
Идея заключалась в том, чтобы Perseverance доставила свои образцы на посадочный модуль, а затем загрузила их в MAV. Вертолеты, возможно, также выполнили часть этой погрузочной работы, особенно если к моменту прибытия посадочного модуля «Персеверанс» был не в лучшей форме. Затем MAV должен был отправить образцы на орбиту Марса, где космический корабль, построенный Европейским космическим агентством, поймал бы контейнер и доставил его обратно к Земле.
Однако сейчас НАСА ищет новый путь, пытаясь сократить расходы и доставить образцы сюда раньше. Экономия денег поможет другим научным проектам агентства, а ускорение сроков может помочь агентству спланировать полеты на Марс с экипажем. НАСА также присматривается к частному бизнесу: агентство планирует опубликовать запрос на новые идеи из коммерческого сектора.