Находка одного исследователя напоминает марсианский образец, пятна на котором могут быть признаком древней жизни
Ученый-материаловед Николас Хайнц (Nicholas Heinz) подобрал этот кусок выветрившегося базальта с вкраплениями ржавчины во время прогулки по Аризоне. В итоге он стал напоминать интересную скалу на Марсе и послужил в качестве образца для тестирования новой методики изучения марсианских образцов.
Яркий красный песчаник окружал Николаса Хайнца, когда он путешествовал пешком по Седоне, штат Аризона, в январе 2024 года. Но его внимание привлек странный камень, размером меньше ладони. Серый базальт, испещренный точками ржавого цвета, явно не принадлежал этому месту.
“Сам по себе камень не является чем-то уникальным”, — говорит Хайнц, специалист по материаловедению из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. “Я подобрал его в тот день, потому что он был совершенно неуместен в этом регионе”. По его словам, камень мог упасть с близлежащего древнего вулкана и был сброшен другим туристом.
Хайнц восхищался крошечными крупинками, застрявшими в выветрившемся базальте, поэтому он положил камень в свой рюкзак, чтобы забрать домой. Шесть месяцев спустя он узнал, что этот камень может послужить идеальным заменителем интригующего камня, найденного на Марсе, который, возможно, намекает на древнюю жизнь.
В июле 2024 года исследователи объявили, что марсоход НАСА “Персеверанс” обнаружил красноватую скалу, усеянную темными вкраплениями, получившими название “маковые зернышки”, и беловатыми вкраплениями миллиметрового размера, окаймленными черным, которые называются «леопардовыми пятнами». Приборы на борту марсохода показали, что марсианская порода, названная водопадом Шайава в честь водопада в Гранд—Каньоне, содержит органические соединения на основе углерода, которые являются строительными блоками жизни. Кроме того, черные ободки леопардовых пятен, содержащие фосфат железа, напоминают по химическому составу и текстуре особенности земных пород, связанные с микробами.
В 2024 году марсоход НАСА “Персеверанс” обнаружил на Марсе красноватую скалу с черными вкраплениями, беловатыми вкраплениями (получившими название «леопардовых пятен») и темными вкраплениями. Прибор, установленный на борту марсохода, показывает, что скала, названная водопадом Шайава в честь одной из особенностей Гранд-каньона, может содержать следы древних микробов.JPL-Caltech/NASA, MSSS
«Персеверанс» собрал образец необычной породы для какой-нибудь будущей миссии, чтобы забрать его и доставить на Землю, хотя он и куски других отобранных марсианских пород прибудут как минимум еще через десять лет.
Тем временем Хайнц тестировал новый метод определения характеристик горных пород, называемый оптической фототермической инфракрасной спектроскопией, или O-PTIR, и планировал опробовать его на собранном им базальте. Он понял, что эта земная порода содержала частицы захваченного материала, такого же размера и расположенные на таком же расстоянии друг от друга, как и на водопаде Шайава.
“Когда все это как бы выстроилось в ряд, я сказал: ”Что ж, это действительно отличный пример того, что может сделать эта техника для этого очень специфического образца с Марса после его возвращения на Землю», — говорит он. Хайнц и его коллеги опубликовали результаты своего теста O-PTIR с земной породой в августовском обзоре научных приборов.
O-PTIR использует два лазера для определения состава породы. Инфракрасный луч одного из лазеров нагревает область на образце шириной примерно 15 микрометров, заставляя молекулы вибрировать. Излучение лазера видимого диапазона позволяет получить подробную информацию о материалах, основываясь на том, как рассеивается свет, отражаясь от молекул.
“Это похоже на мираж в жаркий день, когда вы видите, как воздух прямо над дорогой начинает искривлять лучи света, отчего предметы кажутся волнистыми”, — говорит Хайнц. “Это изменение в видимом свете дает вам всю химическую информацию, которую дают традиционные инфракрасные методы”.
По словам Хайнца, традиционным методам не хватает высокомасштабного пространственного разрешения O-PTIR, что важно из-за низкой концентрации органических соединений, ожидаемой в чужеродных породах.
Чтобы протестировать новый метод определения характеристик горных пород, исследователи изучили кусок выветрившегося базальта с включениями ржавого цвета. Они изучили три места во включении (пронумерованные 1-3) и одно место в основной породе (4).Н. Хайнц и др./Обзор научных приборов, 2025
Он и его коллеги протестировали O-PTIR в трех местах включения ржавого цвета на земной породе и в одном месте на основном сером теле породы. Это показало, что включение, вероятно, содержит минералы оливина с железом и магнием. В серой части породы O-PTIR обнаружил богатый белком органический материал с различными типами растянутых химических связей.
По словам геобиолога Майка Тайса (Mike Tice) из Техасского университета A&M в Колледж-Стейшн, который не принимал участия в новом исследовании, такая информация о химических связях, если применить ее к образцу из водопада Шайава, может дополнить анализ Perseverance, раскрывая больше о минералах, органике и их истории. Это могло бы помочь выяснить, действительно ли леопардовые пятна являются признаком жизни.
Исследователи продемонстрировали мелкомасштабное пространственное разрешение O-PTIR, но тестирование большего количества образцов или типов горных пород могло бы усилить работу, говорит планетолог Брайан Хайнек из Университета Колорадо в Боулдере, который также не принимал участия. Например, некоторые породы песчаника в штате Юта содержат железо, напоминающее леопардовые пятна на водопаде Шайава. Первоначально железо в скалах штата Юта осаждалось из воды, просачивавшейся в пористый песчаник миллионы лет назад.
Тем не менее, по словам Хайнека, O-PTIR дополняет набор инструментов для изучения горных пород, которые могут содержать органику биологического происхождения. “Это открывает совершенно новый мир анализа”.