Кіріспе

Марста табылған кішкентай темір оксиді шарлары

Марс шарлары (сонымен қатар гематит шарлары, көкжидектер және марсиан көкжидектері деп те аталады) – темір оксидіне (сұр гематит, α Fe2O3) бай және Марстағы үлкен жазық – Meridiani Planum-да өте көп санда табылған кішкентай шарлар (шамамен шар тәрізді кесектер). Бұл шарлар НАСА-ның Opportunity марсоходының Meridiani Planum-ға қонған күнінде (НАСА-ның Миссиялық басқару орталығында 2004 жылдың 24 қаңтарында) табылды. Олар сұр түсті, бірақ Марста кең таралған қызыл қоңыр түстердің қасында көкшіл көрінеді. Eagle кратерінде алғаш табылған шарлардың диаметрі 3–6 мм болғандықтан, Opportunity тобы оларды жылдам "көкжидектер" деп атады. Марс көкжидектері кіріктірілген немесе бос болуы мүмкін. Яғни, Марс көкжидектері Meridiani Planum-ның үлкен шөгінділеріне кіріктірілген немесе шөгінділердің үстінде немесе Meridiani шөгінділеріне таратылған топырақ үстінде жатқан бос көкжидектер болуы мүмкін. (төменде осы туралы толығырақ). Көкжидектердің пайда болуы үшін сулы химия қажет болды және Meridiani Planum арқылы екі геологиялық кезеңде қышқыл, тұзды, сұйық су ағындары болды. Бұл жаңалық Марсты бұрынғы сумен байланысты минералдарды іздеу үшін картаға түсіру жөніндегі кең ауқымды жұмыстың бір бөлігі болды.

Гематит бетінің карталары

1997 және 2002 жылдар аралығында Mars Global Surveyors TES Марс планетасының бетіндегі гематит деңгейін картаға түсірді. 1а суретте TES-тің төмен ажыратымды гематит картасы келтірілген. Онда гематит деңгейі жоғары аймақты қамтитын бір үлкен дақ бар. Бұл жасыл, сары және қызыл түсті дақ экваторды және 1а суреттің ортасындағы негізгі меридианды кесіп өтеді. Гематит деңгейі жоғары аймақтың жоғары ажыратымды картасы 1b суретте көрсетілген.

Жаңа атауы: Meridiani Planum

1b суреттегі гематит картасы 19 ғасырдағы Марс картасын жасаушылар Sinus Meridiani деп атаған үлкен аймақтың бір бөлігін қамтыды. 2004 жылы алдағы MER Opportunity миссиясының жетекші ғалымдары 1b суреттегі гематиттен көп аймаққа (шамамен) Meridiani Planum деген жаңа жер атауын берді.

Жер бетіндегі шарлар

NASA-ның Opportunity марсоходы 2004 жылдың 24 қаңтарында (Тынық Океан уақыты бойынша) Meridiani Planum-дағы Eagle кратеріне сәтті қонды. Бірінші солда (Марс күні) марсоход бірден мыңдаған кішкентай (4–6 мм диаметрлі) шарларды тапты, олар Eagle кратерінің ішінде кеңінен жатыр еді. 2-суретте Opportunity-дің Pancam (панорамалық камерасы) түсірген бірінші солдағы суреттің кішірейтілген нұсқасы көрсетілген. (Шын сурет өте үлкен, 7838 x 2915 пиксел). Pancam командасының жетекшісі Джим Белл осы сурет туралы былай деп жазды: "Ғалымдарды кратерде шашыраңқы жатқан тау жыныстарының көптігі және кратердің топырағы қызықтырады, ол жалқы жаңарған сұр түйіршіктер мен ұсақ қызыл түйіршіктердің қоспасынан тұратын сияқты." 3-сурет 2-суреттің толықтырылған нұсқасы болып табылады, онда сұр шарлар жақсырақ көрінеді (үлкейту үшін басыңыз). Жылдам сынақтар нәтижесінде сұр шарлардың сұр гематитке бай екені анықталды. Бұл сынақтарға "жидек тостаған" эксперименті де кірді (төменде қараңыз). Сұр гематит шарларына "көкжидек" деген атты Opportunity ғылыми тобы берді, себебі бұл шарлар "табиғи түсті RGB суреттерде" талданғанда, астыңғы тот басқан қызыл топыраққа қарағанда көгілдір түспен көрінеді.

Ноахиан өзенінің ағысы

Меридианиді сипаттайтын шөгінділердің қалыптасуына дейін, 3,7 миллиард жылдан астам бұрынғы ылғалды Ноахиан дәуірінде (Құдайдың елшісі Нұх атымен аталған), сұйық су жеткілікті мөлшерде болды, нәтижесінде өзен арналары пайда болып, үлкен мөлшерде базальтты лай Меридиани аймағына әкеліп толыстырды. Кепкен өзен аңғарлары Марс Одиссей ғарыш станциясы орбитасында түсірілген жылулық инерция суреттерінде жақсы көрінеді және 4-суретте көрсетілген (жоғарырақ ажыратымдылық үшін оны басыңыз). 4-суреттегі өзен аңғарлары Меридианидің үлкен шөгінділер қалыптасуына жеткенде күрт тоқтатылады.

Қазіргі шөгінділердің және шарықтардың пайда болуы

Ноах дәуірінің соңынан / ерте Геспер дәуіріне дейін, шамамен 3,5 миллиард жыл бұрын, Ноах дәуірінің ерте кезеңінде шөгінділердің қабатты түзілімдері өзгеріске ұшырады. Ярозит пайда болуы үшін pH 3-тен төмен болатын сулы қышқыл орта қажет. Бұл модель Мердианидегі су ағындарының өзгеруін жанартаулық Тарсис аймағындағы белсенділікпен байланыстырады. Вертикалды сулы қабаттардың ағыны арқылы, сулы қабаттардың деңгейінің көтерілуі мен төмендеуіне байланысты (плая) көлдерінің қайталап пайда болып, жоғалып отыруы мүмкін деп есептеледі. Гематит минералдардың ерітіндіден шығуы (конкреция) арқылы шар тәрізді түйірлерге айналды. Гематиттен шар тәрізді түйірлердің пайда болуы, гематиттің шөгінді тау жынысы матрицасы арқылы диффузиясы нәтижесінде жүрді.

Топырақ пен еріген шарлардың пайда болуы, кратерлердің бұзылуы

Сулы қабаттар деңгейінің көтерілуі мен төмендеуі аяқталды, және содан кейін Meridiani Planum-да су ағыны тоқтады. Бірақ, бұл қашан болғаны нақты белгісіз. Бағалаулар бойынша, шамамен 3,5 миллиард жыл бұрын болған.

Жер аналогтары

Юта университетінің зерттеушілері көкжидек пен Ютаның оңтүстігіндегі "Юра дәуіріндегі Навахо құмтасынан" табылған шар тәрізді конгрециялардың ұқсастығын зерттеді. Олар Марста көкжидектердің пайда болуы үшін бұрынғы жер асты суларының белсенділігі болған болуы керек деген қорытындыға келді. Дегенмен, олар марсиандық үлгідегі сфералардың, Юта үлгісінен айырмашылығы, "қосылыстар, жарықтар, жарықтар немесе сұйықтық өтуге қолайлы басқа да жолдардың" болмауына байланысты, көбірек шар тәрізді екенін атап өтеді. Жапониялық зерттеушілер тобы Ютада табылған сфераларды, сондай-ақ кейіннен Моңғолияда, Гобиде табылған сфераларды зерттеді. Олар осы аймақтарда табылған конгрециялардың құмтаста "шар тәрізді кальцит конгрециялары" ретінде алғаш пайда болатынын анықтады. Темірге бай қышқыл су кальцитті ерітіп, темірге бай (гематит) сфераларды қалдырады. Бұл Марстың тарихының ерте кезеңінде, атмосфера тығыз болған кезде осы процестің нәтижесінде көкжидектердің пайда болған болуы мүмкін деген тұжырымға әкеледі.

Саңырауқұлақ ретінде түсіндіру

2021 жылы нейробиолог Раун Габриэль Джозеф және басқалар, соның ішінде Рудольф Шильд, «Микробиологиядағы жетістіктер» атты, ғылыми еңбектерді жариялауға құштар журнал қабылдаған мақаланың авторлары болды. Мақалада «Opportunity» марсоходы түсірген сфералардың бірнеше суреті келтірілді, олардың суреттерінде бұл нысандардың «өлшемі ұлғайып, немесе керісінше пішіні өзгеріп, жаңа орындарға жылжып, және/немесе кішірейіп, дерлік жоғалып кететіні» байқалды. Мақала соңында бұл суреттер сфералардың саңырауқұлақтар екенін күшті түрде қолдайды деген тұжырым жасалды, ал Джозеф оларды сипаттау үшін «Марстық саңырауқұлақтар» терминін енгізді. Биолог ПЗ Майерс бұл мақаланы «құндырақ дәлелдерді қажет ететін ерекше мәлімдеме» деп бағалады, сондай-ақ мақаланың бірінші авторы бұрын ұқсас фотосуреттерді талдау нәтижесінде Марста «бас сүйектер алаңы» көргенін атап өтті.