Сегодня кратер Джезеро на Марсе представляет собой засушливую, бесплодную впадину. Но миллиарды лет назад это было совсем другое место, как показали снимки, сделанные марсоходом НАСА Perseverance.
Ученые исследовали слои отложений и камней, залегающих в боках кратера, и определили, что когда-то это было спокойное озеро и дельта реки. Все изменилось, когда на кратер обрушились мощные ливневые паводки, заваливая его валунами, сметенными с обода или за его пределами.
Геологическая история кратера Езеро может помочь ученым понять, как Красная планета превратилась из влажной и, возможно, пригодной для жизни планеты в суровый пустынный мир. По словам Бенджамина Вайса, ученого-планетолога из Массачусетского технологического института, он также представляет собой убедительную цель для поиска следов жизни. "Определенно, мы сорвали джек-пот", - говорит Вайс, чья команда сообщила о результатах исследования 7 октября в журнале Science.
Поверхность Марса когда-то была усеяна массивными кратерными озерами. В 28-мильном кратере Джезеро одно из таких озер появилось около 3,7 миллиарда лет назад. Ученые ранее обнаружили веерообразные структуры по краям, напоминающие дельты на Земле, предполагая, что древние реки несли в кратер воду, песок и грязь.
"Мы знаем, что имеем дело с системой озер и рек, а они, как правило, очень пригодны для жизни на Земле", - говорит Эми Уильямс, астробиолог из Университета Флориды и соавтор исследования. Это сделало кратер Джезеро привлекательным местом для миссии "Марс-2020", которая направила ровер Perseverance для изучения среды, в которой могла бы существовать микробная жизнь.
18 февраля Perseverance опустился на дно кратера в нескольких километрах от относительно хорошо сохранившейся западной дельты. В течение следующих трех месяцев ровер оставался на месте, пока исследователи проверяли работоспособность его приборов и программного обеспечения. Это дало Perseverance достаточно времени, чтобы сделать снимки главного вентилятора и изолированного холма, который команда назвала Kodiak butte, примерно в полумиле к югу. Оставшиеся "острова", такие как Кодиак, указывают на то, что в прошлом дельта была гораздо больше, прежде чем она была разрушена и раздроблена миллиардами лет эрозии, говорит Вайс.
Когда он и его команда проанализировали снимки обоих участков, они заметили наклонные слои отложений.
"Эти дельтовые отложения говорят нам о том, что уровень озера Езеро сильно менялся со временем, что означает, что климат был достаточно теплым (по крайней мере, в этом регионе), чтобы большие реки могли течь и наполнять озеро, образуя дельту", - сообщил в электронном письме изданию Popular Science Стефано Нероцци, планетарный геолог из Университета Аризоны, не принимавший участия в исследовании.
Когда река впадает в озеро, первыми оседают более тяжелые предметы, говорит Уильямс. Более легкие материалы, как правило, перемещаются дальше от устья реки. Ее и ее коллег особенно взволновали плавно погружающиеся пласты мелкозернистых отложений, наиболее заметные на буте Кодьяк.
На Земле такие отложения являются идеальным местом для поиска свидетельств прошлой жизни, говорит Таня Босак, геобиолог из Массачусетского технологического института и еще один соавтор результатов исследования. Во-первых, они, как правило, откладываются в щадящих условиях. "Если там есть жизнь, то ничто ее не перемалывает; если у вас подпрыгивают валуны, то это не приведет к добру", - говорит Босак. "Другая причина заключается в том, что эти отложения, как правило, полны глинистых минералов, а глинистые минералы действуют как естественные губки для органических веществ". По ее словам, глина укрывает этот ценный груз и сохраняет его от солнечного света и других опасностей в течение миллионов лет.
Команда также заметила валуны диаметром в несколько футов, сидящие на более древних слоях осадочных пород в дельте. "Эти камни не похожи на те, которые откладываются в спокойной, низкоэнергетической среде, например, в озере с впадающей в него ленивой рекой", - говорит Вайс. "Для того чтобы нести такие большие камни, нужны действительно интенсивные энергетические потоки, как это бывает при наводнениях".
Многие из валунов имеют "красиво закругленные" стороны, говорит Уильямс. "Это говорит нам о том, что они прошли долгий путь, откуда бы они ни пришли, чтобы быть отложенными здесь", - говорит она. Валуны могут быть кусками обода кратера, которые были смещены и смыты в дельту. В качестве альтернативы, валуны могут быть еще более древними породами из-за пределов кратера, перенесенными, возможно, на расстояние до 40 миль, говорит Вайс.
Пока неясно, что стало причиной небольших наводнений, которые появились в конце истории кратерного озера. "Возможно, мы фиксируем переход [Марса] к более холодным и сухим условиям сегодняшнего дня", - говорит Вайс. "Сейчас мы не знаем, является ли это признаком глобального изменения климата на Марсе или нет".
Ответ на этот вопрос может быть получен в течение следующих нескольких лет, когда Perseverance внимательно изучит камни и отложения, разбросанные по дельте, и соберет образцы, которые, как мы надеемся, будут доставлены на Землю.
Эти образцы также могут стать лучшим шансом для исследователей обнаружить признаки прошлой жизни на Марсе. "Находка хорошо сохранившихся отложений нижней дельты означает, что мы имеем отложения с самым высоким потенциалом сохранения органических веществ, по крайней мере, по земным стандартам", - говорит Нероцци. "Это определенно подходящее место для поиска следов возможной древней жизни на Марсе".