Пыль кратера Гусева хранит секреты. На протяжении более чем двадцати лет ученые изучали архивные данные NASA от ровера Spirit в поисках доказательств того, что Красная планета когда-то была мокрой. Улики были найдены, но их просто не заметили в реальном времени.
Новое исследование показывает, что марсианский грунт содержит больше минералов, измененных водой, чем предполагалось ранее. Фазы железа, такие как гематит и измененный магнетит, присутствовали там всегда. Просто их сигнал был слишком слабым, чтобы инструменты могли его выделить на фоне шумов.
Профессор Паулу де Соуза из Университета Эдит Коуэн не просто перечитал данные заново. Он пересобрал их.
Как скрытый гематит меняет наше представление о Марсе
Ключ к разгадке кроется в MIMOS II — миниатюрном спектрометре Мёссбауэра, который нес на себе Spirit. Он измеряет, как атомы железа поглощают гамма-лучи, чтобы определить минералы. Это очень чувствительное оборудование, но ровер страдал от нехватки ресурсов.
Ограниченная мощность. Ограниченная память. Ограниченное время.
Каждое измерение было кратким. В результате спектры имели плохую статистику. Мелкие фазы железа, составляющие лишь часть образца грунта, терялись в шуме. Ученые не могли их увидеть тогда.
Поэтому профессор де Соуза поступил хитро. Он взял показания с 32 нетронутых объектов в кратере Гусева, собранные за 2062 сол (марсианских суток). Температуры варьировались от 180 до 3 К.
Колебания температуры примерно на 10 Кельвинов не искажают спектры базальта настолько, чтобы это имело значение. Поэтому он объединил данные в пределах этих диапазонов, а затем свел все температурные интервалы в один общий набор данных.
Консолидированный спектр указал на наличие распространенных марсианских почвенных минералов, таких как оливин и пироксен, а также на плохо кристаллизованную парамагнитную фазу, содержащую железо.
Каков результат? Примерно шесть суток измерительного времени, упакованные в единую картину.
Почему это важно для понимания прошлой обитаемости
Консолидированный спектр рассказал более богатую историю. Он подтвердил ожидаемые базальтовые ингредиенты: оливин, пироксен и ту самую плохо кристаллизованную железоносную фазу. Но также он показал нечто более четкое.
Сигнатуры магнетита. Кристаллический гематит.
Это то, что нельзя легко пропустить, если смотреть достаточно долго. Гематит, в частности, часто образуется в воде.
«Одним из самых важных открытий стало обнаружение кристаллического гематита в обычной марсианской почве», — сказал профессор де Соуза.
«Широкое распространение этого минерала указывает не только на присутствие воды, но и на то, что значительные участки Марса, возможно, когда-то были покрыты водой».
Речь идет не просто о подтверждении того, что вода там была. Этого мы уже знали. Речь идет о масштабах. Если гематит широко распространен в обычной почве, вода не просто пробегала сквозь грунт в виде разрозненных явлений. Она могла покрывать значительные площади. Возможно, даже стояла водоемами.
Ограничения первоначальной миссии превратились в преимущество для повторного анализа. Агрегируя то, что ранее считалось «шумным» или «незначительным» из-за низкой скорости счета, мы извлекаем сигнал. История планеты становится менее неоднозначной.
Spirit приземлился в 2004 году. Он исследовал поверхность до 2010 года, когда перестал подавать сигналы. Данные лежали в архивах, разбитые на части из-за ограничений инструментов и времени. Теперь, благодаря вычислительному терпению и статистическому объединению, они говорят громче.
Журнал Interactions опубликовал результаты. P. de Souza. 2016. Consolidated Mössbauer spectrum for undisturbed soils from Gusev Crater, Mars.
Красная планета была мокрой. Возможно, не везде. Возможно, не всегда. Но достаточно, чтобы оставить эти следы железа в пыли.
Ждут ли еще больше данных от Spirit в темноте архивов? Или следующие улики скрыты в пылевых бурях, которые похоронили ровер?
