Планетоход Mars InSight впервые обнаружил марсотрясения магнитудой 5
4 мая 2022 года ровером НАСА Mars InSight зафиксировано сильнейшее марсотрясение из когда-либо наблюдавшихся. С магнитудой 5 это было также самое сильное землетрясение, когда-либо наблюдавшееся на чужой планете. Анализ этих сейсмических волн теперь дает ученым-планетологам возможность узнать больше о внутреннем устройстве Марса.
Земля — единственная планета в Солнечной системе, на которой до сих пор существует активная тектоника плит. Тем не менее, на некоторых других небесных телах, например на Луне и Марсе, есть и толчки геологического происхождения. Более 1300 марсотрясений , зарегистрированных зондом Mars InSight с помощью сейсмометра, свидетельствуют о грохоте внутри "воинственной планеты". В некоторых регионах марсотрясения могут даже выявить скрытую вулканическую активность.
Сейсмометр планетохода Mars InSight впервые зарегистрировал марсотрясение превосходной степени: 4 мая 2022 года сейсмическое сотрясение в недрах Марса впервые достигло магнитуды 5. Землетрясение такой магнитуды также будет отчетливо ощущаться на Земле, а для Марса это настоящее мегаземлетрясение. Это на грани того, что, по мнению ученых, возможно для планеты такого типа. Марсотрясение магнитудой 5 является также сильнейшим землетрясением, когда-либо зарегистрированным на другой планете.
«Мы ждали такого «большого» с тех пор, как в декабре 2018 года разместили наш сейсмометр на поверхности Марса. Это землетрясение даст нам беспрецедентный взгляд внутрь планеты. Ученые будут изучать его данные еще долгие годы». Брюс Банердт (Лаборатория реактивного движения, НАСА)
Во-первых, планетарные исследователи будут использовать сейсмограммы, чтобы определить, где и на какой глубине произошло марсотрясение. Это, в свою очередь, может позволить сделать выводы о его причине и о том, что происходит внутри красной планеты. То, как на сейсмические волны от такого землетрясения влияют структуры и слои недр Марса, проливает свет на их характеристики и поведение.
Пока лишь частично известно, как устроена марсианская мантия и сколько тепла она еще несет. Также спорно, существуют ли в нем еще потоки магмы или даже обширная мантийная конвекция. Динамика марсианской мантии оказывает решающее влияние на перенос тепла в недрах красной планеты, а также на то, насколько текучим и динамичным является ее ядро. А это, в свою очередь, имеет решающее значение для вопроса о том, почему и как Марс потерял свое когда-то глобальное магнитное поле.
Пока планетологи здесь, на Земле, сейчас анализируют данные, Mars InSight был временно переведен в спящий режим. Потому что на его месте, на равнине Элизиум, началась зима и солнечные лучи ослабли. В результате посадочный модуль может генерировать с помощью своих солнечных батарей меньше энергии и ему приходится ее экономить.
На Марсе найдены новые доказательства, что там были условия, подходящие для жизни. Севернее самого большого кратера Красной планеты исследователи обнаружили свидетельства возникновения отложений водных потоков.
Несмотря на уверенность многих ученых, что на Марсе в прошлом была вода, остается спорным вопрос о длительности этой обитаемой фазы. Международная команда исследователей представила новые геологические доказательства присутствия там воды в течение значительных периодов времени.
Область севернее равнины Эллада
Ученые возглавляемые Франческо Салезе (Francesco Salese) из университета Нанта (Франция) сделали выводы из исследований относительно плоской области севернее низменной равнины Эллады, крупнейшего ударного кратера на Марсе (он считается по величине вторым в Солнечной системе после бассейна Эйткен на Южном полюсе Луны).
"Происхождение этих плоских участков на северной окраине равнины Эллады связывали до сих пор с вулканической деятельностью. Наши анализы, наоборот, указывают на что-то иное, потому что мы обнаружили большие по толщине и протяженности участки осадочных пород". Франческо Салезе
Для возникновения этих осадочных отложений на краю равнины Эллады 3,8 млрд лет назад была необходима изобилующая водой окружающая среда, считают ученые.
Карта высот показывает равнину Элладу, огромный синий бассейн ниже центра изображения. Осадочные отложения на северном краю этого ударного кратера создавались долгое время, когда на Марсе преобладали теплые и влажные условия Фото: Mola science team
Растущие осадочные отложения
Однако еще более важно, что рост этих отложений требует много времени. По мнению исследователей, на Марсе могла быть влажная среда, по меньшей мере, сотни миллионов лет.
Чтобы создать представленную в Journal of Geophysical Research: Planets подробную геологическую карту региона, Салезе и его команда, состоявшая из ученых Франции и Италии, использовали данные спутников Mars Express (ESA) и Mars Reconnaissance Orbiter (NASA). Измерения показали, что слой осадочных отложений на северной окраине Эллады местами достигает в толщину до 500 м и показывает многочисленные признаки структуры, возникшей под действием воды.
"Все эти особенности позволяют предположить, что этот регион подвергается воздействию жарких и влажных условий в течение длительного времени. Они, вероятно, возникли в озере или в протяженной речной системе". Франческо Салезе
Это также увеличивает шансы, что на Марсе могла быть когда-то, по меньшей мере, микробная жизнь.
Фото: NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ.
Сент-Луис (США) - Через месяц после того, как на снимках марсохода НАСА "Opportunity" появившийся неизвестно откуда камень поставил в тупик не только дилетантов, но даже НАСА, исследователи начали даже предполагать, что это какой-то марсианский живой организм. Наконец, ученые НАСА разобрались с происхождением этого таинственного обломка, названного "Pinnacle Island".
Камень "Pinnacle Island" (А) на месте его появления немного ниже следов(С) движения и разворотов марсохода НАСА"Opportunity"и его "собрат" (В)
На снимках. где непосредственно возле камня (см. рисунок А) видны следы разворота марсохода, научная команда Рэя Арвидзона из Вашингтонского университета в Сент-Луисе идентифицировала другую половину "Pinnacle Island" (B). Тем самым они подтвердили первую теорию исследователей НАСА, предположивших, что камень был сдвинут на новое место колёсами ровера во время маневра разворота.
"После того, как мы точнее исследовали камень (A), мы подвинули "Opportunity" на небольшое расстояние и смогли чуть-чуть выглянуть из-за холма. Здесь лежал выдвинутый из земли и перевернутый камень, у которого оказались те же необычные признаки (В). По следам движения ровера (С), мы можем увидеть, что мы проехали над этим камнем. Это место, откуда появился «Pinnacle Island".
Здесь лучше видно камень "Pinnacle Island", его вторую половину и следы ровера
Более точное исследование "Pinnacle Island" показало, что этот кусок породы имеет в составе значительное количество таких элементов, как марганец и сера. Поскольку они являются водорастворимыми веществами, то, скорее всего, эти компоненты были занесены в камень водой.
"Этот процесс мог проходить непосредственно под поверхностью еще сравнительно недавно, - отметил Арвидсон. - Или это могло случиться под землёй глубже и намного раньше". Из-за эрозии камень мог выйти на поверхность, где его и обнаружил "Opportunity".
После того как марсоход подробно исследует камень, он продолжит свое движение на юг и вверх по склону для изучения открытых слоёв породы. Марсианская зима идёт на спад, так давайте пожелаем активно работающему в течение 10 лет на солнечных батареях "Opportunity" получить больше энергии для своих следующих открытий.
Исследователи обнаружили воду, возраст которой полтора миллиарда лет и надеются, что в ней сохранилась жизнь с доисторических времён.
В канадской шахте британские и канадские ученые обнаружили на глубине 2,4 километра газы и воду, возраст которых, как они определили с помощью новейших аналитических методов, составляет примерно 1,5 млрд. лет. В этой первобытной воде исследователи надеются найти жизнь. Такое открытие может также указывать на то, что вода на Марсе есть и там все еще существует жизнь.
Как отмечают исследователи: профессор Крис Баллентайн (Chris Ballentine) из Манчестерского университета и Б. Шервуд Лоллар (B. Sherwood Lollar) из Университета Торонто, в профессиональном журнале Nature, они натолкнулись на резервуар в глубине шахты ниже Тимминса в канадской провинции Онтарио.
Хотя вода с растворенными в ней газами, такими как водород и метан, очень долго время была изолирована от какого-либо источника света, исследователи надеются, что там могли выжить некоторые микроорганизмы, что никогда не случилось бы, если бы за дело взялась современная клининговая компания. Сейчас ученые исследуют пробы, чтобы определить, действительно ли в древней воде присутствуют такие формы жизни.
"В Южной Африке есть аналогичные резервуары воды с практически идентичным химическим составом, которым много десятков миллионов лет и где все еще содержатся микробы, которые приспособились на глубине к экстремальной среде", - отметил Баллентайн. В интервью ВВС он высказал надежду открыть такие формы жизни и в доисторической воде из шахты Тимминса. "Микробы такого рода могут питаться только энергией, которая является результатом взаимодействия между природными водами и камнем".
Вид со спутника на долину Марса Reul Vallis, которую когда-то, возможно, покрывала вода Фото: ЕКА
Это открытие, считают исследователи, может дать, наряду с новым взглядом на эволюцию жизни в раннюю эпоху существования Земли, также представление, где жизнь может все еще существовать на других планетах, например, таких как Марс.
Даже если поверхность Красной планеты в данный момент холодная и сухая, то миллионы лет назад она была более теплой и влажной. Большая часть бывшей водной поверхности Марса, вероятно, испарилась в Пространство, остальная же - возможно, сохранилась глубоко под землей. Поэтому открытие микробов в воде Тимминса увеличивает вероятность того, что они могут быть и под поверхностью Марса.
В лабораторном эксперименте американские исследователи впервые показали, что некоторые земные бактерии на Марсе могут расти и процветать при очень низком атмосферном давлении, существующем на его поверхности.
Результаты, представленные в исследованиях Эндрю Шюргера (Andrew Schuerger) и Уэйна Николсона (Wayne Nicholson) - Университет Флориды, - были опубликованы в журналах «PNAS» и «Astrobiology». Предполагается, что они смогут помочь ученым обеззараживать от земных бактерий приборы, используемые в полетах на Марс, а также найти на этой планете места, где могла бы присутствовать жизнь.
Смогут ли жить земные бактерии на Марсе
Существуют бактерии, которые могут размножаться и при низких температурах. Современными производителями морозильной техники с антибактериальным покрытием, такой как высококачественные холодильники электролюкс, учитывается это. Возможно, подобная защита понадобится и на Марсе, так как несколько экземпляров бактерий видов Serratia и Carnobacterium, по сообщению экспериментаторов, смогли выдержать смоделированные жесткие марсианские условия. Они даже процветали при пониженном содержании кислорода, холоде и низком атмосферном давлении (семь миллибар). Сравните с параметрами Земли: на уровне моря тут преобладает давление около 1013 миллибар.
Цель проведённых и предстоящих исследований
В дальнейших экспериментах исследователи хотят также проверить, смогут ли эти резистентные бактерии выдержать испытания 17 отрицательными факторами сегодняшнего негостеприимного Марса, в том числе, высоким содержанием соли, сильной радиацией и крайней сухостью.
Повсюду на Марсе, где могли бы выжить и процветать бактерии, существуют так называемые зоны риска загрязнения соответствующими земными микроорганизмами. Эти места представляют особый интерес для тех, кто занят поиском внеземной жизни на Марсе.
Бактерии из вечной мерзлоты в Сибири во время испытаний Фото: ufl.edu
В опубликованном в "PNAS" исследовании изучались бактерии, которые живут в вечной мерзлоте Сибири на глубине от 12 до 21 м. Предметом же изучения работы, вышедшей в "Astrobiology", являются бактерии, которые часто находят в космических кораблях и зондах, где температура гораздо ниже, чем создают даже знаменитые холодильники электролюкс.
В общей сложности, тесту на выживаемость в условиях Марса было подвергнуто несколько десятков тысяч бактерий из вечной мерзлоты. Испытание давлением выдержали всего шесть, принадлежащих к виду Carnobacterium. В астробиологическом исследовании, однако, участвовало лишь 26 бактерий, из которых только бактерия Serratia liquefaciens выжила, росла и размножалась в смоделированных условиях, как на Марсе.
26 видов бактерий, которые обычно есть на космических кораблях и зондах, прошли тест Фото: ufl.edu
Хотя результаты удивили учёных, они не являются доказательством того, что бактерии на Марсе, действительно, могут расти. "Это результаты гораздо более сложного анализа, чем те, которые были ранее доступны для нас. Просто потому, что мы еще не знали, растет ли, вообще, что-либо при давлении 7 миллибар (...) Но есть и множество других потенциально биоцидных (вредных для жизнедеятельности) и тормозящих её факторов на поверхности Марса, которые, возможно, препятствуют росту земных микроорганизмов" - считает Шюргер.
Исследователи называют этот камень "Черной красавицей" (Black Beauty - перевод с англ.): марсианский метеорит отличается от всех известных обломков красной планеты. Он содержит, на удивление, большое количество воды.
Метеорит предоставляет уникальную возможность заглянуть в геологическую историю Марса. Камень, возраст которого составляет примерно 2,1 млрд лет, относят к древнейшему марсианскому геологическому периоду, известному как "Амазонская эпоха". С него начинается, как сообщают в журнале "Science" исследователи во главе с Карлом Эйджи (Carl Agee) - Университет Нью-Мексико, Альбукерке, США - новый класс метеоритов Марса.
Космические путешествия всегда представляют собой риск: при экстремальных температурах и жестком излучении даже небольшой просчет может оказаться фатальным. По данным исследования, опубликованного в журнале PLoS ONE, пребывание в космическом пространстве, в частности, трёхлетний пилотируемый полёт на Марс, может быть опасным также для мозга человека.
Восьмилетнее исследование, проведенное Брукхейвенской национальной лабораторией на Лонг-Айленде (радиационная лаборатория НАСА, Нью-Йорк), показало, что космическое излучение при такой миссии могло бы ускорить наступление болезни Альцгеймера.
Полёты в глубоком Космосе
NASA планирует отправку астронавтов на астероид в 2020-х годах и ведёт переговоры о полёте человека на Марс в 2030-х годы. Учитывая современные технологии, для подобного путешествия туда и обратно потребуется три года. Современная защита членов экипажа корабля от космического излучения за пределами магнитного поля Земли явно недостаточна.
Опасности, подстерегающие астронавтов
Ученых давно беспокоят потенциальные опасности, подстерегающие работающих и живущих в глубоком космосе. Космическое излучение за пределами околоземной орбиты, заявляют исследователи, может привести к развитию рака, сердечно-сосудистых заболеваний и даже к катаракте. Облучение может вызывать острые состояния, такие как тошнота, рвота, усталость, травмы кожи, изменения в белых клетках крови и иммунной системе. Долгосрочное воздействие излучения приводит к повреждению глаз, легких, желудочно-кишечного тракта и центральной нервной системы.
На Земле люди находятся под защитой атмосферы планеты и магнитного поля. Члены экипажей МКС находятся на высоте 200 миль, то есть все еще в пределах магнитной оболочки, которая окружает Землю. 24 астронавта «Аполлона» при полете на Луну (1969- 1972 гг.) не были защищены, но самое продолжительное пребывание в Космосе длилось менее двух недель.
Художественное представление полета MPCV в глубоком космосе Рисунок: NASA
Астронавты подвергаются в глубоком космосе воздействию различных радиоактивных частиц. Хотя инженеры и утверждают, что они могут защитить их от излучения, связанных с солнечными вспышками, до сего времени не создана блокировка других видов космического излучения. Чем дольше космонавты находятся в открытом космосе, тем большее уровень воздействие такого излучения.
"Галактическое космическое излучение представляет значительную угрозу для будущих космонавтов", - сказал Д-р М. Керри О'Банион (M. Kerry O'Banion), профессор нейробиологии и анатомии медицинского центра в Университете Рочестера. Исследовательская группа хотела определить, ускоряет ли излучение наступление болезни Альцгеймера у генетически уязвимых особей. В такого рода исследованиях широко используют мышей, и скорость развития у них болезни хорошо изучена.
По словам О'Баниона, NASA столкнётся с большой проблемой, так как время полета до Марса составляет три года, защита неэффективная, а корабль недостаточно велик, чтобы уберечь астронавтов в течение длительного путешествия. "По крайней мере, не сейчас. В сценарии отправки людей на Марс, как я слышал, они должны затем построить подземное убежище для защиты их от радиации во время долгосрочной миссии".
Цель исследования
Проведенное исследование, по мнению авторов, впервые изучало влияние радиации на нервную систему, явление, известное как нейродегенерация. "Радиационное облучение уровнем радиации, эквивалентным полету на Марс, может вызывать когнитивные проблемы и ускорить изменения в мозге, которые связаны с болезнью Альцгеймера".
О'Банион посвятил последние 20 лет изучению болезни Альцгеймера. Он и его коллеги изучили излучение, производимое большой массой различных заряженных частиц, распространяющихся в космосе на высоких скоростях. Некоторые из них устремляются в Пространство с далеких взорвавшихся звезд. В Брукхейвене, где была проведена часть исследования, удалось воссоздать с помощью ускорителя некоторые из радиоактивных частиц, найденных в пространстве. " С технической точки зрения очень сложно эффективно защититься от них", - заметил О'Банион. "Нужно было бы обернуть корабль в шестифутовый слой свинца или бетона".
Мыши были генетически предрасположены к болезни Альцгеймера
Для исследования воздействия на мозг жёсткого излучения, смоделированного в лаборатории, были взяты мыши, генетически предрасположенные к болезни Альцгеймера. "По сути, они были здоровыми, но имели проблемные гены", - сказал О'Банион. В естественных условиях мыши не заболели бы. Они подвергались воздействию излучения в течение нескольких минут. Шесть месяцев спустя, исследователи оценивали полученный результат. "Минута или две [воздействия] – это как три года в жизни человека", - сказал О'Банион. "Общая доза эквивалентна тому, что астронавт получил бы [в трехлетнем полете на Марс]".
Данное исследование, считает О'Банион, важно, хотя и не решает проблему излучения в Пространстве и не объясняет, почему у людей развивается болезнь Альцгеймера. "Это просто является еще одним примером того, как среда может влиять на заболевание мышей, имеющих генетическую предрасположенность. Если добавляется экологическая травма, их система нарушается и появляется обострение заболевания». Можно даже провести параллели с развитием заболевания после травм головного мозга у футболистов, сказал он.
Джефф Чонселор (Jeff Chancellor), учёный, работающий в области радиационной физики Национального космического института биомедицинских исследований, оценил исследование команды Рочестера: "Я знаю большинство авторов, очень уважают их, и у меня есть полная уверенность в их результатах". По его мнению, основным преимуществом данных исследований является возможность дальнейшего расширения поля деятельности и представления обоснования для дальнейших исследований, пишет .
На фотографиях марсохода Curiosity перед нам предстаёт пейзаж, напоминающий Гранд-Каньон. Кажется, что на Марсе вот-вот будут найдены условия, подходящие для жизни. Гипотеза, что Марс очень похож на Землю, подтверждают метеорологи, которые обнаружили, что там есть даже снег.
Снеговые облака на Марсе из углекислого газа
Однако сходство на этом заканчивается, так как "снег" на Марсе состоит из сухого льда, то есть из замороженного углекислого газа - диоксида углерода, из которого состоит более 95 процентов марсианской атмосферы.
Анализы образцов метеорита Мерчисон показали: метан на Марсе имеет, скорее всего, метеоритное происходение.
С тех пор как на Марсе были обнаружены большие количества метана, это стало темой горячих дискуссий. По одной гипотезе, газ производят микроорганизмы, следовательно, он может быть признаком жизни. Выскзывалась идея, что метан может иметь геологические источники, например, вулканы.
По прогнозам, на Марсе появляется в год от 200 до 300 тонн метана. Но каково его происхождение на самом деле?
Исследователи НАСА отмечают: за 105 дней песок марсианских дюн сдвинулся приблизительно на 4,5 метра.
Долгое время считалось, что дюны Марса - просто древние реликвии, осташиеся неизменными на планете с тех времён, когда там была более плотная атмосфера и, соответственно, иной климат с сильными ветрами. Эти представления пришлось пересмотреть в связи с некоторыми недавними исследованияии, которые зафиксировали движение песков на нашем "воинственном" соседе. Но оставалось неясным, двигаются дюны или нет.
Эту полосу приблизительно полуметровой длины, получившую название Homestake, сняла на Марсе панорамная камера Opportunitys. Гипсовая жила на краю кратера, возможно, была сформирована течением воды сквозь трещины и щели в скале.
Найдены свидетельства того, что были и на Марсе в былые времена условия для жизни, но это, конечно, не означает, что она на самом деле там появилась. Одно из них в настоящее время запечатлел неутомимый марсоход Opportunitys на краю метеоритного кратера - в виде гипсовой полосы. Гипс выпадает в осадок в воде, если температура её ниже 60° C. Открытие гипсовой жилы доказывает, что на Марсе, по крайней мере временно, условия для жизни были, говорится в сообщении из университета Тюбингена (Tübingen).
Венера притягивает в мае все взгляды. И недаром: по-прежнему остаётся она для землян самой яркой "звездочкой".
В начале месяца "вечерняя и утренняя звезда" сияет в ночном небе на западе. Кажется что, её яркий блеск и размер быстро увеличиваются. Такое впечатление возникает, потому что Венера быстро приближается к Земле. В телескоп и, возможно, даже в бинокль с двадцати-кратным увеличением можно рассмотреть серп: он становится в течение мая больше и стройнее.
К концу мая Венера прощается с вечерним небом. С 05.05 на 06.05 она обгонит Землю, двигаясь вокруг Солнца, пройдя между нами и дневным светилом. Венера выглядит как темное пятно на Солнце. Специалисты называют это транзитом Венеры. Такое явление - событие весьма редкое: следующий транзит Венеры наши потомки увидят через 105 лет.
Некоторые верят, что поверхность Марса представляет собой портрет человека. Это, безусловно, не так, хотя структуры, обнаруженные на красной планете учеными НАСА, на самом деле, выглядят на расстоянии, как геоглифы - нанесённые кем-то фигурные узоры. Однако их создала природа.
Такие структуры учёными были обнаружены лишь на нашей планете. Сейчас их заметили на Марсе: симметричные спирали застывшего потока лавы. Эндрю Райан (Andrew Ryan) и Филипп Кристенсен (Philip Christensen) (Университет шт. Аризона) обнаружили на фотографии, сделанной Mars Reconnaissance Orbiter, узор, похожий на завитки улиток (Science , том 336, стр. 449, 2012). Подобные, но значительно меньшие по размерам структуры есть на Земле: на Гавайях и на морском дне у Галапагосских островов.
Как подтвердил эксперимент учёных Германского аэрокосмического центра (DLR), у живых существ есть шанс выжить на Марсе в трещинах скал, даже пробыв там в течение длительного периода.
В камере моделирования Марса ученые имитировали на поверхности планеты состав атмосферы, почвы, температуру и солнечное излучение. Лишайники справились в камере с условиями Марса за 34 дня.
Экспериментаторы из Института планетных исследований ГАЦ (DLR) показали в эксперименте, что лишайники, которые живут в экстремальных местах в Альпах и в Антарктике, могут также адаптироваться к климату на Марсе и выжить там. С одной стороны, это означает, что на Марсе могла бы существовать внеземная жизнь. С другой - подтверждает риск загрязнения поверхности Марса организмами с Земли во время будущих контактов.
Марс является одной из главных целей следующего пилотируемого космического полета. Солнечные бури до сих пор представляют собой основное препятствие для такого межпланетного путешествия.
Корональные выбросы массы стали бы для космонавтов фатальными. Чтобы этого не произошло, о бурях в космическом пространстве должна предупреждать система прогнозирования.
На Земле солнечные бури могут мешать работе спутников, мобильной связи и электросетей. Люди, животные и растения благодаря геомагнитному полю в значительной степени защищены от их влияния.
Перед российскими учёными стоит задача защиты пилотируемого космического корабля, для полётов на Марс. Они должны создать для этого новейшие технологии. Идея состоит в использовании с этой целью искусственного магнитного поля.
Основная проблема таких полетов, которую необходимо устранить, - опасность космической радиации. Это вестьма ограничивает возможности ученых. С помощью магнитного поля, искусственно созданного на корабле, люди в «марсолете» были бы защищены от радиационного воздействия.