Георадар «Персеверанса» увидел древнюю эрозию под слоями осадков в кратере Езеро
Категория: Система МарсаПланетологи представили результаты анализа георадарных данных с ровера «Персеверанс», позволившие уточнить стратиграфию отложений в западной части кратера Езеро. Оказывается, дно кратера подверглось эрозии еще до того, как в нем появилось озеро и начали отлагаться осадки. Затем уровень озера повысился, а древнейшие донные отложения были перекрыты речными наносами, сформировавшими мощную дельту, которая простиралась далеко внутрь кратера. Об этом сообщает статья, принятая к публикации в Science Advances.
Кратер Езеро сформировался около 3,9 миллиарда лет назад, в середине нойского периода. Он привлек внимание ученых после того, как дистанционные исследования показали здесь присутствие глинистых отложений ― признак существования водоема в далеком прошлом. Эти осадочные породы могут содержать следы древней жизни. Кратерное озеро должны были питать крупные речные потоки, от которых сохранились русла и дельтовые системы. В районе устья одной из этих рек ― Неретвы ― в западной части кратера Езеро с июня 2021 года работает марсоход «Персеверанс». С помощью собранных ровером данных планетологи уже подтвердили гипотезу о существовании озера. Непосредственное изучение дельтовых отложений Неретвы входит в исследовательскую программу марсохода. Одна из его задач ― определение их стратиграфии, поскольку строение осадочной толщи отражает изменения в среде осадконакопления.
Так, ранее на основе орбитального картирования и спектроскопических данных планетологи предположили, что отложения дельты перекрываются более молодым слоем вулканического пепла, который выпал одновременно с излиянием лавы на дно уже пересохшего кратерного озера. Но более поздние наблюдения не смогли этого подтвердить. Правда, «Персеверанс» обнаружил, что дно кратера сложено, вопреки ожиданиям, не осадочными, а вулканическими породами. Они принадлежат к двум разным формациям ― Мааз и Сейта, ― различающимся минеральным составом и морфологией. Однако и те и другие изменены взаимодействием с водой. Высказывалась также гипотеза, согласно которой дельтовые отложения моложе любых пород на дне кратера. Между тем установление их относительного возраста необходимо для правильной интерпретации отобранных марсоходом образцов и для понимания общей геологической и гидрологической истории кратера Езеро.
- Район георадарных исследований марсохода «Персеверанс». Серые линии ― путь, пройденный марсоходом на 706-й сол (после проведения всех измерений); белые пунктирные линии ― трассы измерений; желтые линии ― предварительно намеченные трассы; красные пунктирные линии ― границы контакта дна кратера и осадочных слоев; зеленые пунктирные линии ― участки обнажения дна. На вставке ― геологическая карта, построенная по данным орбитальных исследований перед посадкой «Персеверанс».
Чтобы решить эту задачу, Дэвид Пейдж (David A. Paige) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и его коллеги из Германии, Норвегии, США и Швеции, проанализировали данные подповерхностного радиолокационного зондирования, которое «Персеверанс» провел с помощью инструмента RIMFAX в 2022 году. Ровер исследовал два района в зоне контакта между дном кратера и толщей дельтовых наносов ― ущелье Хоксбилл и мыс Нукшак. Интервал между импульсами составлял 10 сантиметров, глубина зондирования ― около 20 метров.
- Модели поперечного сечения подповерхностных слоев, построенные на основе радарограмм, полученных марсоходом «Персеверанс»: (A) в районе ущелья Хоксбилл в течение солов 535–541; (B) в районе ущелья Хоксбилл в течение солов 449–460 и 535–537; (С) в районе мыса Нукшак в течение солов 420–421 и 556–632. Слои, сильно отражающие радарный сигнал, выделены черным. Расстояния по вертикали преувеличены.
Окрестности ущелья Хоксбилл относятся к формации Мааз, а породы у мыса Нукшак связаны с формацией Сейта. Тем не менее радарограммы показали, что в обоих случаях граница контакта продолжается под наносами дельты. Это неровная, сильно отражающая радарный сигнал поверхность несогласия: пласты пород, слагающих дно кратера, и осадочных пород залегают под углом. Такая картина сохраняется на обеих трассах измерений от края контакта до конца трассы (около 70 метров). Исследователи предположили, что несогласное залегание пластов, как и неровный характер границы между ними, говорят об эрозии, которой дно кратера подверглось еще до того, как на нем начали отлагаться озерные осадки. Возможно, оно также испытало ряд импактных событий с образованием мелких кратеров.
- Радарограмма, полученная для ущелья Хоксбилл в течение солов 538–539.
В базальном (самом глубоком) слое осадочной толщи Пейдж с коллегами обнаружили и на мысе Нукшак, и в ущелье Хоксбилл горизонтальное параллельное залегание пластов. Ученые пришли к выводу, что седиментация на начальном этапе протекала в относительно низкоэнергетических условиях ― в испарительной или колебательной озерной системе, которая могла простираться далеко за пределы современного местоположения дельтового уступа. Судя по одинаковому характеру слоистости на двух разных участках, базальные отложения уже в ранний период формировались на обширной территории: изолированные участки аналогичных пород были найдены более чем в семи километрах от дельты.
- Схема, иллюстрирующая предполагаемую историю формирования отложений в районе дельты Неретвы на западном краю кратера Езеро: (A) Молодое дно кратера; (B) Эрозия дна; (С) Кратерирование дна (D) Возникновение озера и отложение горизонтальных слоев базальных осадков в низкоэнергетических условиях; (E) Повышение уровня озера и формирование верхних слоев дельты при осадконакоплении в высокоэнергетических условиях; (F, G) Эрозионные процессы после исчезновения озера.
Верхние слои речной дельты действительно оказались наиболее молодым геологическим образованием в кратере. Со временем в озеро, по-видимому, стало поступать больше воды, его уровень повысился, и формирование дельты происходило уже в высокоэнергетическом режиме: об этом говорят отложения множества валунов, обнажившиеся на эродированных верхних уступах. Они могли защитить нижележащие менее устойчивые мелкозернистые пласты, тогда как в других местах базальный осадочный слой после высыхания озера был практически уничтожен эрозией, и от него сохранились лишь немногочисленные останцы.
Источник: N+1
Оригинальная статья: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi8339