Meridiani Planum - Meridiani Planum

Meridiani Planum
MER-B-Descent Stage-med.jpg
Марсоход для исследования Возможность смотрит на юго-запад через Меридиани Планум; Выброшенный корпус и парашют вездехода видны вдалеке.
Координаты0 ° 12′N 357 ° 30'E / 0,2 ° с. Ш. 357,5 ° в. / 0.2; 357.5Координаты: 0 ° 12′N 357 ° 30'E / 0,2 ° с. Ш. 357,5 ° в. / 0.2; 357.5
Гематит отложения в Меридиани Планум, нанесенные на карту с орбиты, с Возможность ровер посадочная площадка эллипс
Облучение скал рядом Кратер Бигля, после измельчения с Возможность 's КРЫСА

Meridiani Planum это равнина, расположенная в 2 градусах южнее Марс экватора (с центром в 0 ° 12′N 357 ° 30'E / 0,2 ° с. Ш. 357,5 ° в. / 0.2; 357.5), в самой западной части Терра Меридиани. В нем редко встречаются серые кристаллические гематит. На земной шар, гематит часто образуется в горячие источники или в стоячих бассейнах воды; поэтому многие ученые считают, что гематит в Meridiani Planum может указывать на древние горячие источники или на то, что в окружающей среде содержалась жидкая вода. Гематит входит в состав слоистой осадочная порода пласт толщиной от 200 до 800 метров. Другие особенности Meridiani Planum включают: вулканический базальт и ударные кратеры.

До посадки марсохода «Оппортьюнити» орбитальные снимки показали возможные осадочные слои, в которых преобладают базальтовый пески. Орбитальный тепловая инфракрасная спектроскопия нанесенный на карту кристаллический гематит, интерпретируемый как водное месторождение минералов, в дополнение к сульфаты. [1]

Меридиани Планум был выбран местом посадки для посадки космических кораблей MER-B в 2004 году и ЭкзоМарс EDM[требуется разъяснение ][когда? ], равнинная местность, низкая высота и относительное отсутствие скал и кратеров делают его излюбленным местом.[2] В этом регионе также находится Мемориальная станция Челленджер.[3]

марсоход Возможность, Резюме

Изображение, снятое панорамной камерой на борту Возможность показывает пустой посадочный модуль марсохода, Мемориальную станцию ​​Челленджер.

В 2004 году Меридиани Планум стал площадкой для посадки второго из НАСА два Марсоходы, названный Возможность. Он также был целевой площадкой для посадки Посадочный модуль Mars Surveyor 2001, который был отменен после сбоев в работе Марсианский климатический орбитальный аппарат и Марс полярный посадочный модуль миссии.

Стена кратера Орла была многослойной. песчаники, состоящий из базальтовых детрит цементированный сульфатом эвапориты, и сферулы гематита "голубая ягода". В кратере Эндюранс гематит-сульфатный ожог формирование показал эолийский поле дюн поперечное напластование в нижнем блоке песчаника, увенчанном эоловым песчаным пластом в среднем блоке, и сопровождаемым фестонными пластинами в верхнем блоке. Это образование было интерпретировано как образование, когда базальтовый ил был цементирован эвапоритами в Playa Lake. Оппортьюнити также исследовал образование Бернса в стенах кратера Виктория. В кратере Индевор Оппортьюнити исследовала формацию Матиевич, содержащую смектиты формация Shoemaker состоит из брекчия на краю кратера, и формация Грасберг, состоящая из обломки.[1]

Результаты из Возможность указывают на то, что место его посадки когда-то было когда-то в течение длительного периода времени насыщено жидкой водой, возможно, с высокой соленостью и кислотностью. Особенности, которые предполагают это, включают косослоистые отложения, наличие множества мелких сферических гальок, которые кажутся конкреции, каверны внутри горных пород и наличие большого количества сульфат магния и другие богатые сульфатами минералы, такие как ярозит.

Возможность Открытие скал и минералов марсохода на Меридиани Планум

Возможность ровер обнаружил, что почва в Meridiani Planum очень похожа на почву в кратере Гусева и Арес Валлис; однако во многих местах в Меридиани почва была покрыта круглыми твердыми серыми шариками, которые получили название «черника».[4] Эти ягоды черники почти полностью состоят из минералов. гематит. Было решено, что спектральный сигнал, обнаруженный с орбиты Mars Odyssey, создавался этими сферулами. После дальнейшего изучения было решено, что черника - это конкременты, образовавшиеся в почве под воздействием воды.[5] Со временем эти конкреции выветрились из того, что было выше породы, а затем сконцентрировались на поверхности в виде отложений. Концентрация сфер в коренной породе могла привести к наблюдаемому покрытию черники в результате выветривания всего лишь одного метра породы.[6][7] Большая часть почвы состояла из оливиновых базальтовых песков, происходящих не из местных пород. Песок мог быть доставлен откуда-то еще.[8]

  • На этом изображении, сделанном с помощью микроскопа, видны блестящие сферические объекты, встроенные в стену траншеи.

  • «Черника» (гематитовые сферы) на скалистом обнажении у кратера Орла. Обратите внимание на объединенную тройку в верхнем левом углу.

  • Скала "Ягодная чаша".

  • Рисунок, показывающий, как «черника» покрыла большую часть поверхности Meridiani Planum.

Минералы в пыли

Мессбауэровский спектр был составлен из пыли, собирающейся на Возможность'магнит захвата. Результаты показали, что магнитный компонент пыли был титаномагнетитом, а не просто магнетит, как когда-то думали. Небольшое количество оливин также был обнаружен, что было интерпретировано как указание на длительный засушливый период на планете. С другой стороны, небольшое количество гематита, которое присутствовало, означало, что жидкая вода могла существовать в течение короткого времени в ранней истории планеты.[9]Поскольку Инструмент для истирания горных пород (RAT) обнаружил, что легко втираться в коренную породу, считается, что породы намного мягче, чем породы в кратере Гусева.

Коренные минералы

Несколько камней было видно на поверхности, где Возможность приземлился, но коренная порода, которая была обнажена в кратерах, была исследована набором инструментов на вездеходе.[10] Коренные породы оказались осадочными породами с высокой концентрацией сера в виде кальция и сульфаты магния. Некоторые из сульфатов, которые могут присутствовать в коренных породах: кизерит, сульфатный ангидрат, бассанит, гексагидрит, эпсомит, и гипс. Соли, Такие как галит также могут присутствовать бишофит, антарктицит, блодит, вантоффит или глуберит.[11][12]

Породы, содержащие сульфаты, имели светлый оттенок по сравнению с изолированными камнями и камнями, исследованными посадочными модулями / марсоходами в других местах на Марсе. Спектры этих светлых пород, содержащих гидратированные сульфаты, были аналогичны спектрам, полученным Термоэмиссионный спектрометр на борту Mars Global Surveyor. Тот же самый спектр обнаружен на большой территории, поэтому считается, что вода когда-то появлялась на обширной территории, а не только в области, исследованной Возможность вездеход.[13]

В Рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS) обнаружил довольно высокие уровни фосфор в скалах. Подобные высокие уровни были обнаружены другими марсоходами на Арес Валлис и Кратер Гусева, поэтому была выдвинута гипотеза, что мантия Марса может быть богата фосфором.[14] Минералы в породах могли быть образованы кислота выветривание базальт. Поскольку растворимость фосфора связана с растворимостью уран, торий, и редкоземельные элементы, ожидается, что все они будут обогащены горными породами.[15]

Когда Возможность марсоход подошел к краю Кратер Индевор Вскоре он обнаружил белую жилку, которая позже была идентифицирована как чистый гипс.[16][17] Он образовался, когда вода, несущая гипс в растворе, отложила минерал в трещине в скале. Изображение этой жилы, получившей название «Хоумстейк», показано ниже.

Формирование "Хоумстейк"

Свидетельства о воде

Особенности перекрещивания в породе «Последний шанс».

Исследование скал Меридиани обнаружило убедительные доказательства наличия воды в прошлом. Минерал, называемый ярозитом, который образуется только в воде, был обнаружен во всех коренных породах. Это открытие доказало, что вода когда-то существовала в Meridiani Planum.[18] Кроме того, на некоторых скалах наблюдались небольшие пласты (слои), формы которых образовывались только при слабом течении воды.[19] Первые такие пласты были обнаружены в скале под названием «Деллс». Геологи сказали бы, что перекрестная стратификация показала геометрию фестона из-за переноса в подводной ряби.[20] Картина кросс-стратификации, также называемая кросс-слоистостью, показана слева.

Коробчатые отверстия в некоторых породах были вызваны образованием больших кристаллов сульфатами, а затем, когда кристаллы позже растворились, остались отверстия, называемые кавернами.[21][22] Концентрация элемента бром в горных породах был сильно изменчив, вероятно, потому что он хорошо растворим. Вода могла сконцентрировать его в некоторых местах до того, как он испарился. Другой механизм концентрирования хорошо растворимых соединений брома - это отложение льда ночью, при котором образуются очень тонкие пленки воды, которые могут концентрировать бром в определенных местах.[23]

Пустоты или каверны внутри скалы

Рок от удара

Один камень, Bounce Rock, найденный на песчаных равнинах, оказался выбросом из ударного кратера. Его химический состав отличался от основных пород. Содержащий в основном пироксен и плагиоклаз, но не оливин, он очень напоминал часть, литологию B, шерготитового метеорита EETA 79001, метеорита, который, как известно, прибыл с Марса. Скала Bounce получила свое название из-за того, что находилась рядом с отметкой отскока подушки безопасности.[24]

Метеориты

Возможность марсоход обнаружил метеориты, просто сидящие на равнинах. Первый анализировался с Возможность'инструмент получил название «Хитшилд Рок», так как он был найден недалеко от Возможность'Тепловой экран приземлился. Обследование с помощью миниатюрного термоэмиссионного спектрометра (Мини-ТЕС ), Мёссбауэровский спектрометр, и APXS приводят исследователей к классификации его как Метеорит IAB. APXS определил, что он состоит из 93% утюг и 7% никель. Булыжник под названием «Фиговое дерево Барбертон» считается каменным или каменно-железным метеоритом (силикат мезосидерита),[25][26] а «Аллан-Хиллз» и «Чжун-Шань» могут быть железными метеоритами.

  • Скала Теплового Щита была первым метеоритом, идентифицированным на другой планете.

  • Теплозащитный экран с камнем Теплозащитного экрана чуть выше и слева на заднем плане.

Геологическая история

Наблюдения на этом месте привели ученых к выводу, что этот район несколько раз был затоплен водой и подвергался испарению и высыханию.[27] В процессе осаждались сульфаты. После того, как осадки цементировались сульфатами, конкреции гематита выросли за счет осадков из подземных вод. Некоторые сульфаты превратились в крупные кристаллы, которые позже растворились, оставив каверны. Несколько линий свидетельств указывают на засушливый климат в прошлом миллиард лет или около того, но климат, поддерживающий воду, по крайней мере на какое-то время, в далеком прошлом.[28]

Слои

Части Meridiani Planum отображают многослойные элементы с орбиты. Слои могли образовываться с помощью воды, особенно грунтовых.

Основная статья: Подземные воды на Марсе § Многослойный рельеф

Подробное обсуждение наслоения на многих марсианских примерах можно найти в «Осадочной геологии Марса».[29]

  • Крупным планом вид слоев, видимых HiRISE под Программа HiWish По крайней мере, один слой имеет светлый оттенок, что может указывать на гидратированные минералы.

  • Крупным планом вид слоев, видимый HiRISE в программе HiWish

Кратеры в пределах Меридиани Планум

Цветовая кодировка минералов и аннотирование
Аннотированная карта высот места посадки Opportunity и некоторых окружающих кратеров, включая Endeavour и Miyamato

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Максуин, Гарри; Мёрш, Джеффри; Берр, Девон; Данн, Уильям; Эмери, Джошуа; Ка, Линда; Макканта, Молли (2019). Планетарная геонаука. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 300–306. ISBN  9781107145382.
  2. ^ [1]
  3. ^ [2]
  4. ^ Йен, А. и др. 2005. Комплексный взгляд на химию и минералогию марсианских почв. Природа. 435.: 49-54.
  5. ^ Белл, Дж. (Ред.) Марсианская поверхность. 2008. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-86698-9
  6. ^ Squyres, S. et al. 2004. «Исследование Athena Science Investigation на Меридиани Планум, Марс». Наука: 1698-1703.
  7. ^ Soderblom, L., et al. 2004. «Почвы Кратер Орла и Meridiani Planum на посадочной площадке Opportunity Rover ". Наука: 306. 1723-1726.
  8. ^ Christensen, P., et al. «Минералогия в Meridiani Planum из эксперимента Mini-TES на марсоходе Opportunity». Наука: 306. 1733-1739.
  9. ^ Goetz, W., et al. 2005. «Указание более засушливых периодов на Марсе по химическому составу и минералогии атмосферной пыли». Природа: 436.62-65.
  10. ^ Bell, J., et al. 2004. "Результаты мультиспектрального изображения Pancam с марсохода Opportunity на Меридиани Планум". Наука: 306.1703-1708.
  11. ^ Christensen, P., et al. 2004 «Минералогия на Меридиани Планум из эксперимента Mini-TES на марсоходе Opportunity». Наука: 306. 1733-1739.
  12. ^ Squyres, S. et al. 2004. "Свидетельства на месте древней водной среды в Меридиан Планум, Марс". Наука: 306. 1709-1714.
  13. ^ Хинек, Б. 2004. «Последствия для гидрологических процессов на Марсе из-за обширных обнажений коренных пород по всей Терра Меридиани». Природа: 431. 156-159.
  14. ^ Дрейбус, Г. и Х. Ванке. 1987. "Летучие вещества на Земле и Марсе: сравнение". Икар. 71:225-240
  15. ^ Rieder, R., et al. 2004. "Химия горных пород и почв в Meridiani Planum с помощью рентгеновского спектрометра альфа-частиц". Наука. 306. 1746-1749
  16. ^ http://www.nasa.gov/mission_pages/mer/news/mer20111207.html
  17. ^ https://www.sciencedaily.com/releases/2012/01/120125093619.htm
  18. ^ Klingelhofer, G. et al. 2004. «Ярозит и гематит в Meridiani Planum с мессбауэровского спектрометра Оппортьюнити». Наука: 306. 1740-1745.
  19. ^ Herkenhoff, K., et al. 2004. "Данные микроскопического тепловизора Opportunity для воды на плоском меридиане". Наука: 306. 1727-1730
  20. ^ Squyres, S. et al. 2004. "Свидетельства на месте древней водной среды в Меридиан Планум, Марс". Наука: 306. 1709-1714.
  21. ^ Herkenhoff, K., et al. 2004 г. "Доказательства от микроскопического тепловизора Opportunity для воды на плоском меридиане". Наука: 306. 1727-1730
  22. ^ Marion, G.M .; Кэтлинг, округ Колумбия; Zahnle, K.J .; Клэр, М.В. (2010). «Моделирование химического состава водных перхлоратов с приложениями к Марсу». Икар. 207 (2): 675–685. Bibcode:2010Icar..207..675M. Дои:10.1016 / j.icarus.2009.12.003. ISSN  0019-1035.
  23. ^ Йен, А. и др. 2005. «Комплексный взгляд на химию и минералогию марсианских почв». Природа. 435.: 49-54.
  24. ^ Squyres, S. et al. 2004. «Исследование Athena Science Investigation на Меридиани Планум, Марс». Наука: 1698-1703.
  25. ^ Squyres, S., et al. 2009. «Исследование кратера Виктория марсоходом Opportunity». Наука: 1058-1061.
  26. ^ Schroder, C., et al. 2008. J. Geophys. Разр .: 113.
  27. ^ Squyres, S. et al. 2004. "Исследование Athena Science Investigation на Меридиани Планум, Марс". Наука: 1698-1703.
  28. ^ Clark, B. et al. «Химия и минералогия обнажений на Меридиани Планум». Планета Земля. Sci. Lett. 240: 73-94.
  29. ^ Гротцингер, Дж. И Р. Милликен (ред.). 2012. «Осадочная геология Марса». SEPM.

внешняя ссылка