До недавнего времени ни орбитальные аппараты, ни марсоходы не находили прямых следов углеродного цикла на Марсе. Их обнаружение означало бы, что концентрация CO₂ в атмосфере планеты могла поддерживаться на уровне, обеспечивающем подходящие условия для зарождения и существования биологической жизни. Новый анализ спектроскопических данных, полученных марсоходом Curiosity, впервые нашёл такие следы, что стало аргументом в пользу жизни на древнем Марсе.

Панорама кратера Гейл, где марсоход впервые обнаружил следы карбонатов. Источник изображения: NASA

В 2022 и 2023 годах марсоход NASA Curiosity исследовал дно кратера Гейл (Gale). Группа учёных повторно проанализировала собранные ровером данные по четырём кернам из разных участков кратера. В трёх образцах впервые было зафиксировано присутствие минерала сидерита. Этот минерал образуется, когда порода связывает атмосферный углекислый газ. Это первое свидетельство наличия углеродного цикла на древнем Марсе. Вулканы выбрасывали CO₂ в атмосферу, газ накапливался в ней, частично улетучивался в космос, а частично связывался с породой — возвращался в недра планеты.

Циркуляция углекислого газа на Марсе создавала условия для его нагрева и, следовательно, формировала среду, потенциально пригодную для жизни. Свидетельства наличия жидкой воды в тот период — около 3,5 млрд лет назад — уже были обнаружены и считаются высоконадёжными. Обнаружение признаков углеродного цикла в тот же временной отрезок свидетельствует о наличии подходящих температурных условий, что в совокупности повышает вероятность возникновения жизни на доисторическом Марсе.

Кроме того, учёные ответили на вопрос, почему сидерит — минерал, состоящий из железа и триоксида углерода с небольшим содержанием магния — не был выявлен ранее. С высокой долей вероятности он маскировался сигналом от сульфата магния, широко распространённого на поверхности Марса.

«Оказывается, что присутствие других минералов — в частности, хорошо растворимых в воде сульфатных солей магния —, вероятно, маскирует наличие карбонатных минералов в орбитальных данных. Поскольку подобные породы, содержащие эти соли, были обнаружены по всей планете, мы делаем вывод, что они также, вероятно, содержат большое количество карбонатных минералов», — пояснили учёные.

Исследователи обещают пересмотреть всю информацию, касающуюся обнаружения соединений магния на Марсе. Если повсеместное присутствие сидерита подтвердится, это станет основанием для пересмотра климатических моделей Марса — в частности, с учётом углеродного цикла и новой оценки эволюции Красной планеты.

Последние сезоны на Марсе ровер NASA Curiosity регулярно наблюдает в небе Красной планеты серебристые облака и игру красок на них в лучах заходящего солнца. Когда учёные впервые увидели цветные пятна на снимках, они сочли их дефектом изображения. Однако проверка показала, что в определённое время суток марсианские облака окрашиваются в красные и зелёные оттенки, привнося чуть больше жизни в сумрачное небо и пустынные пейзажи Марса.

Источник изображения: NASA

С наблюдением серебристых облаков в небе Марса сложилась интересная ситуация. Похоже, они образуются не везде и не в любое время года. Например, марсоход Perseverance, колесящий в окрестностях кратера Езеро, за четыре земных года на Марсе ни разу не наблюдал этого явления. В то же время марсоход Curiosity, находящийся к югу от экватора, регулярно фиксирует серебристые облака. Ранее их также наблюдала миссия NASA Pathfinder в 1997 году в северном полушарии. Очевидно, это явление возникает в обоих полушариях, но определённо не при любых условиях.

На Земле также возникают подобные облака, но на Марсе они состоят преимущественно из замёрзшего углекислого газа и лишь частично из водяного льда. Тогда как земные серебристые облака полностью состоят из водяного льда. Эта специфика заметна при изучении марсианских облаков: они находятся на высоте 60–80 км, а их шлейфы из замёрзшего углекислого газа могут опускаться до 50 км, где начинают испаряться. Наблюдение за их поведением даёт представление о размере частиц, из которых они состоят, и о динамике атмосферы в целом. Цветовые эффекты в лучах заходящего солнца также дают ценные подсказки о процессах в атмосфере.

При этом учёные пока не понимают, почему в одних местах Марса серебристые облака видны регулярно (например, в ранневесенний сезон в южном полушарии, где работает Curiosity), а в других — никогда. На этой основе появилась гипотеза, что за формирование серебристых облаков на Марсе могут отвечать гравитационные волны в атмосфере планеты. Это не те волны, которые возникают при столкновении нейтронных звёзд и чёрных дыр, а влияние гравитации Марса на воздушные массы. Предполагается, что зональное воздействие гравитации на холодный углекислый газ в атмосфере приводит к его переохлаждению, заставляя конденсироваться в твёрдые частицы и образовывать облака.

Пока учёные пытаются разгадать природу серебристых облаков на Марсе, нам остаётся лишь любоваться этим редким явлением.

Ровер NASA Curiosity был отправлен на Красную планету 14 лет назад для изучения геологии Марса. Его главной задачей стал поиск признаков открытых незамерзающих водоёмов на древнем Марсе. В этом он опирается на хорошо изученную земную геологию, а также на моделирование. Всё в комплексе позволяет делать удивительные открытия, совершая образное путешествие на машине времени на миллиарды лет назад.

Источник изображений: NASA

Марс относится к планетам земной группы. Он меньше Земли, но вполне мог быть обитаем. Или может им стать, если это позволят технологии. Пока же учёные пытаются узнать его древние тайны: как планета потеряла атмосферу и поверхностные водоёмы. Как бы кто ни относился к климатической повестке, она многое сделала для лучшего понимания эволюции климата Марса и, забегая вперёд, принесёт значительную пользу в прогнозировании климата Земли. Благодаря этим исследованиям развиваются климатические модели, а также глубже изучается связь геологии и экосистем.

Ранее Curiosity находил признаки открытой воды на Красной планете, например, камни, которые могли быть утащены потоками воды. В этот раз марсоход обнаружил в районе неглубокой впадины, где он сейчас работает, два участка, которые напоминали откосы скалистого берега, о которые долго плескались волны, точнее, рябь на воде.

Повреждения на породе в меньшей степени напоминали ветровую эрозию и больше походили на характерные следы, оставленные водой на берегах земных озёр. Характерный рисунок позволяет оценить амплитуду и период ряби на воде, а на основе этих данных учёные могут рассчитать объём и глубину древнего озера.

Моделирование показало, что озеро, вероятно, было не глубже двух метров. Вода оставила следы на породе, возраст которой оценивается в 3,7 млрд лет. Возраст двух разных участков со следами ряби на стенках несколько отличается. На этом основании учёные предположили, что жидкая вода на древнем Марсе либо появлялась часто, либо сохранялась продолжительное время. Это открытие стало ещё одним доказательством того, что на древнем Марсе могла возникнуть биологическая жизнь.

Представления учёных о жизни на Марсе кардинально поменялись за неполные 100 лет его изучения. Красная планета сначала считалась просто суровой для жизни, как Сахара в летний полдень, а потом стало понятно, что известной нам биологической жизни на ней не могло быть, как минимум, несколько последних миллиардов лет. До этого на Марсе могла быть жизнь, а как она умирала, рассказали новые находки Curiosity.

Как мог выглядеть «водный» Марс в древности. Источник изображения: NASA

Многолетние наблюдения за Марсом и дистанционное изучение его геологии и почв заставляют думать, что примерно 4 млрд лет назад эта планета обладала обширным мелким океаном, озёрами, реками и ручьями. Но потом климат резко и бесповоротно изменился. Что при этом происходило на планете, и каким стал её климат — показали свежие находки марсохода NASA Curiosity в районе ударного кратера Гейл шириной 154 км (Gale crater). Этот кратер образовался в результате падения метеорита 3,5–3,8 млрд лет назад.

Изучение образцов породы со дна кратера бортовыми приборами марсохода (Sample Analysis at Mars и Tunable Laser Spectrometer) показывают, что в кратере была вода и, следовательно, там возникали минералы, характерные для влажной среды, например, глины, сульфаты и карбонаты. С точки зрения оценки климатических изменений наиболее ценными считаются карбонаты, образующиеся из углерода и кислорода. Лёгкие изотопы атомов быстро улетучиваются в атмосферу, а тяжёлые остаются. По соотношению одних и других можно судить о климате, включая температуру, кислотность воды, а также состав воды и атмосферы.

«Показания изотопов этих карбонатов указывают на экстремальные объёмы испарения, предполагая, что эти карбонаты, вероятно, образовались в климате, который мог поддерживать жидкую воду только на время, — сказал Дэвид Бертт из NASA (David Burtt). — Наши образцы не предполагают [существования] древней среды с жизнью (биосферы) на поверхности Марса, хотя это не исключает возможности существования подземной или поверхностной биосферы, которая началась и закончилась до образования этих карбонатов».

Состояния карбонатов указывают на то, что пригодный для жизни Марс умирал в двух процессах одновременно или по отдельности. Во-первых, на планете начали происходить периодические интенсивные «вспышки» испарения влаги. Во-вторых, вода стала замерзать, и вместе с испарениями это привело к запредельному повышению её засоления. В такой среде ничто известное живое нам не могло выжить, даже бактерии. Остаётся надежда на поиски жизни (хотя бы микробной) под поверхностью Марса на глубине, но вряд ли земная наука будет способна на такое в ближайшие 10–15 лет.

Роверы NASA десятилетиями бороздят просторы Марса в изучении его геологии и особенностей строения. Казалось бы, на поверхности планеты сложно найти сюрпризы. Но Марс смог удивить учёных. В конце мая этого года марсоход NASA Curiosity обнаружил на поверхности Красной планеты множество кристаллов чистой серы. Это крайне нехарактерная находка на Марсе, которая поставила учёных в тупик.

Обнаруженные Curiosity куски чистой серы. Источник изображения: NASA

«Найти поле камней из чистой серы — всё равно что найти оазис в пустыне, — пояснили учёные. — Его там не должно быть, поэтому теперь мы должны это объяснить. Обнаружение странных и неожиданных вещей — вот что делает исследование планет таким захватывающим».

В каком-то смысле сера была обнаружена случайно. Одним своим колесом Curiosity проехался по камням и раздробил породу, что обнажило куски чистой жёлтой кристаллической серы. Соединения серы с другими минералами или сульфаты присутствуют в области поиска марсохода в изобилии. Прежде всего — это признаки когда-то текущей в этой местности воды. Однако для образования чистой серы должны быть свои и достаточно узкие рамки условий. Поэтому находка поставила учёных в тупик.

Марсоход сделал забор грунта рядом с местом обнаружения серы и исследователи надеются, что проделанный его приборами анализ сможет натолкнуть на интересные мысли. Пока они не готовы строить предположения на этот счёт.

В настоящее время Curiosity движется по каналу Гедиз Валлис. Этот канал на склоне горы Шарп, к основанию которой марсоход взбирается с 2014 года, был открыт из космоса задолго до прибытия Curiosity на Марс. Считается, что его в хребте Гедиз Валлис могла прорезать текущая сверху вода. В канале множество валунов как принесённых водой (они представляют для учёных наивысшую ценность), так и скатившихся в процессе естественного разрушения пород или оползней. Принесённые водой камни легко отличить от скатившихся по округлым бокам, отполированным в текущем потоке.

Продвигаясь вверх к основанию горы, марсоход получает возможность искать следы древней жизни на Марсе слой за слоем — эпоха за эпохой. Самих микробов Curiosity никогда не найдёт, но потенциально подходящие условия для их жизни, питания и размножения он вполне способен распознать. При этом всегда остаётся место для праздника открытий на примере обнаруженной 30 мая 2024 года на Марсе чистой серы. Неожиданные находки — это всегда праздник для учёных, который сулит непредвиденные прорывы и открытия.

В ноябре NASA на время потеряло связь с марсианскими роверами и орбитальными аппаратами из-за произошедшего соединения Марса с Солнцем, когда последнее оказалось между Землёй и Красной планетой. Тем не менее, аппараты продолжали работать в автономном режиме. Так марсоход Curiosity продолжал вести съёмку окружающего мира с помощью камер Hazard Avoidance Camera (Hazcam), в результате чего мы может увидеть весь марсианский день в виде слайдшоу.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

Как сообщает американское агентство, за несколько дней до начала соединения в середине ноября марсоход запрограммировали на выполнение съёмки в течение 12 часов марсианского дня, чтобы зафиксировать любые изменения в погоде, которые могли бы произойти в этот промежуток времени.

Хотя никаких погодных изменений зафиксировано не было, изображения, сделанные Curiosity 8 ноября, в любом случае вызывают интерес. Их объединили в два видеоролика. Один сделан из фото с передней камеры Hazcam, а другой — с задней. Всего у Curiosity шесть камер Hazcam — четыре на передней части марсохода и две на задней.

Камеры Hazcam обычно используются командой, управляющей Curiosity, для обзора окружающей местности, чтобы помочь избегать опасных мест во время его движения. Но поскольку марсоход «припарковали» в связи с приостановкой экспериментов с 11 по 25 ноября, камеры использовались просто для съёмки окружающих достопримечательностей. Curiosity вёл съёмку, находясь у подножия горы Шарп (неофициальное название горы Эолида, Aeolis Mons) с 5:30 до 17:30.

Добавим, что пока Curiosity снимал марсианский день, другой ровер, NASA Perseverance, выполнил панорамную съёмку дельты древней марсианской реки, которую сейчас исследует. Связь с этими двумя марсоходами, как и другим оборудованием NASA, задействованном в марсианских исследованиях, восстановлена, и они продолжили работу в рамках экспериментов агентства.

Последнее время основная масса новостей с Марса была связана с ровером Perseverance. Однако это не единственный аппарат, курсирующий по поверхности Красной планеты. Марсоход Curiosity ведёт исследовательскую деятельность более десяти лет и недавно ему удалось добраться до удивительного геологического образования на хребте Гедиз Валлис.

Источник изображения: NASA / JPL-Caltech

Учёные из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США считают, что марсоход вплотную приблизился к древним скальным обломкам, которые появились из-за того, что в прошлом по этой области текла вода. В честь этого знаменательного события ученые опубликовали 360-градусное видео, на котором запечатлён хребет Гедиз Валлис.

В 2014 году Curiosity начал восхождение на гору Шарп, расположенную в центральной части кратера Гейла. Первые две попытки добраться до интересующего учёных хребта закончились неудачей, поскольку им приходилось возвращать ровер назад из-за обилия острых скалистых выступов и крутых склонов. Стараясь не рисковать работоспособностью марсохода исследователям удалось найти относительно безопасный путь к хребту и 14 августа 2023 года ровер достиг оптимальной точки обзора.

Хребет Гедиз Валлис занимает существенную часть склона горы и достигает высоты в 21 метр. По мнению геологов, хребет образовался в результате схода селевого потока, произошедшего из-за воды, которая в далёком прошлом стекала вниз по склону. После исчезновения воды хребет в течение миллиардов лет подвергался эрозии, но обломки сохранились до наших дней. Учёные подробнее изучили тёмные камни на склоне, которые с течение времени были перемещены в этот район с вершины горы высотой около 5 км. За счёт этого Curiosity смог обследовать образцы пород из мест, до которых ему не суждено добраться своим ходом.

Марсоход изучал хребет Гедиз Валлис в течение 11 дней, делая снимки и исследуя аномально тёмные скалы. «Огромные валуны вырвались из горы значительно выше, упали вниз и рассыпались у её подножья. Результат этой кампании подтолкнул нас к лучшему пониманию подобных явлений не только на Марсе, но даже на Земле, где они представляют стихийную опасность», — рассказал один из авторов исследования Уильям Дитрих (William Dietrich).

В дополнение к этому 19 августа Curiosity с помощью камеры Mastcam сделал 136 снимков этой местности, которые были объединены в одно панорамное изображение. Его вместе с 360-градусным видео теперь могут увидеть все желающие.

Международная группа учёных сообщила, что ровер Curiosity обнаружил на Марсе признаки того, что некогда на планете происходили сезонные наводнения. Такие процессы формируют условия, благоприятные для зарождения жизни.

Источник изображения: nature.com

Современные учёные склоняются к тому, что в прошлом на Марсе действительно была вода. Но они расходятся во мнениях о том, на что это было похоже. Одни утверждают, что на планете были долгоживущие озёра и океаны. Другие уверены, что это были отложения льда, на поверхности которого жидкая вода появлялась лишь изредка. Эти утверждения могут оказаться истинными для разных периодов времени в разных областях Марса. Международная группа учёных опубликовала статью, в которой приводятся доказательства сезонных наводнений по крайней мере в одном регионе Красной планеты. Подобные процессы могли иметь решающее значение для естественного производства молекул, необходимых для зарождения жизни, хотя они не обязательно означают существование условий для её процветания.

Открытие было сделано при изучении материалов, присланных ровером Curiosity — старшим из двух действующих марсоходов, который исследует кратер Гейл. Примерно через 3000 марсианских дней с начала своей миссии он оказался в регионе, образовавшемся в относительно влажный гесперийский период геологической истории Красной планеты примерно 3,6 млрд лет назад. Аппарат запечатлел структуру, напоминающую гексагональную сетку — каменные отложения шестиугольной формы по нескольку сантиметров шириной и около 10 см глубиной. Подобные формы ранее были обнаружены на Плутоне, но там они были образованы конвекцией ледяной поверхности. Образования на Марсе появились в результате высыхания грязи — по мере сжатия вещества появились трещины.

Марсоход Curiosity. Источник изображения: nasa.gov

Вода могла поступать либо с поверхности как наводнение, либо из недр в виде грунтовых вод. Но небольшой размер этих структур указывает на поверхностные, а не подземные воды — промокали несколько сантиметров породы в верхней части. Для появления таких образований, как показали эксперименты, необходимы несколько циклов наводнений — не менее десятка, чтобы получать равные углы на стыке. Это подтверждает и химия: камни в трещинах представляют собой смесь сульфатов кальция и магния, которые выпадают в осадок при высыхании воды. И эти отложения формируют более твёрдые породы, чем составляющий шестиугольники ил.

Описанный процесс не сочетается с гипотезой о том, что вода на Марсе появлялась в результате таяния ледников при вулканической активности — он согласуется скорее с сезонными наводнениями, отмечают авторы исследования. И добавляют: «Среда, подверженная циклам влажности и сухости считается благоприятной и, возможно, необходимой для пребиотической химической эволюции». То есть для возникновения жизни. Строительные блоки молекул, составляющих живые организмы на Земле, встречаются даже на астероидах, поэтому важнее рассматривать условия появления сложных соединений из этих блоков — и сезонные наводнения таким условиям соответствуют. Пока нет причин утверждать, что так сформировалась жизнь на Земле и тем более на Марсе, но новое исследование подтверждает, что на Марсе могли быть для этого благоприятные условия.

Марсоход Curiosity Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США осуществил самый сложный в своей истории подъём на возвышенность Джау, представляющую собой скопление более десятка кратеров, отметив тем самым одиннадцатую годовщину пребывания на Марсе. Марсоход совершил посадку на поверхность Красной планеты 6 августа 2012 года.

Источник изображения: JPL

Восхождение на Джау является одним из этапов запланированного путешествия марсохода в рамках исследования Марса. Местность Джау расположена у подножия горы Шарп (неофициальное название горы Эолида, Aeolis Mons), возвышающейся на 5 км в кратере Гейла, где, возможно, миллиарды лет назад были реки и озёра. «Каждый слой горы формировался в разную климатическую эпоху Марса, и чем выше поднимается Curiosity, тем больше учёные узнают о том, как менялся ландшафт с течением времени», — отметили в NASA.

Путешествие вверх по склону горы сопряжено с преодолением различных препятствий, и команде специалистов миссии приходилось напряжённо работать, чтобы управлять движением Curiosity по скользкому песку с уклоном 23° и встречающимися валунами размером с колесо марсохода.

«Если вы когда-нибудь пытались взобраться на песчаную дюну на пляже — а это, по сути, то, что мы делали, — вы знаете, как это сложно, но там к тому же были валуны», — сообщила Эми Хейл (Amy Hale) из лаборатории NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), курирующей миссию.

Следует отметить, что «водители» марсохода не управляют им в режиме реального времени, а следуют заранее запланированному маршруту. При его прокладке команда Curiosity руководствуется, в том числе, данными орбитальных аппаратов, таких как Mars Reconnaissance Orbiter.

Путь до Джау занял несколько недель, но это того стоило. «Было здорово наконец перебраться через хребет и увидеть этот удивительный ландшафт, — отметил Дейн Шолен (Dane Schoelen), руководитель стратегического планирования маршрутов Curiosity в JPL. — Мне часто кажется, что я стою рядом с Curiosity и оглядываюсь назад, видя то, как далеко он забрался».

Марсоход Curiosity американского агентства NASA отправил домой потрясающую «открытку» с Красной планеты, демонстрирующую один и тот же регион, снятый утром и вечером. Это живописный вид региона Marker Band Valley, снятый навигационными камерами ровера.

Источник изображения: NASA

Известно, что марсоход сделал снимок 8 апреля на чёрно-белые навигационные камеры. Один панорамный снимок был сделан в 09:20 по местному времени, второй — в 15:40. Это последний «взгляд» на регион, поскольку Curiosity продолжает двигаться дальше, уже проделав 154 км по кратеру Гейла в поисках следов органических молекул и прочих признаков жизни, возможно, когда-нибудь существовавшей на Марсе. Опубликованное изначально чёрно-белое изображение «открытки» прошло колоризацию на Земле, в разных частях замысловатого рисунка отображается разное время суток, какими их, вероятно, видит марсоход.

Как сообщают в NASA, любым посетителям национальных парков известно, что одна и та же сцена, снятая утром и вечером, выглядит по-разному, объединение двух снимков позволило запечатлеть эту разницу, особенным фактором в этом случае выступает Солнце и его свет. Голубой цвет добавлен в правую часть изображения для демонстрации местного утра, жёлтый — вечера. Последняя открытка была сделана 11 лет назад после того, как ровер высадился на марсианской поверхности. На фото продемонстрирован вид с фланга горы Шарп, поднимающейся в центре кратера Гейла.

Источник изображения: NASA

Поскольку ровер буквально «заглядывает через плечо», за его следами лежит регион Marker Band Valley, извилистая территория в сульфатосодержащей местности, где Curiosity обнаружил следы древнего озера, существовавшего миллиарды лет назад.

В поле зрения имеются и другие объекты, некоторые из которых маркированы NASA на отдельной версии снимка — марсоход миновал их в ходе десятилетнего путешествия. Тени на снимке глубже обычного, поскольку фотографии были сделаны зимой, когда пыли меньше. По имеющимся данным, местные тени обычно резче и глубже, когда пыли много и мягче — когда её мало.

Открытка не просто демонстрирует впечатляющие детали марсианской поверхности и геологии. На снимке можно увидеть и части ровера, включая три антенны, атомный источник энергии и инструмент — детектор радиации (RAD, белый круг внизу справа на снимке). Он собирает данные о радиации на Марсе — они очень пригодятся, если, как планировалось, в конце 2030-х или начале 2040-х годов на Марс отправятся астронавты.