Что входит в состав марсианской почвы
Планета, удивительная по составу почвы, не оставляет ученых равнодушными к изучению содержания горных пород в литосфере и его экспериментам. Было проведено множество исследований, чтобы выяснить, из чего состоит почва Марса.
Твердая часть
Существует вполне аргументированное мнение ученых о том, что так называемую почву Марса нельзя по праву называть таковой. Принято считать, что земная почва по определению должна содержать не только минералы, но и органические вещества. Марсианский грунт состоит из подавляющего количества минеральных частиц и воды в минимальном количестве, не содержит органических элементов.
Почва и ее состав на поверхности планеты распределены относительно неравномерно.
Основная часть марсианского грунта представлена кремнеземом, который составляет 25% от состава почвы.
В дополнение к минералам, представленным в форме песка, марсианская почва содержит минерал маггемит (оксид железа), который придает планете красноватый оттенок.
Кроме того, в почве присутствуют и другие компоненты: магний, кальций, натрий, сера, алюминий, хлор.
Кристаллограф CheMin провел рентгеновское исследование материалов на поверхности Марса. В результате изучения пород литосферы Марса было обнаружено сходство по минеральному составу с туфами земных вулканов. Аппарат установил наличие в составе марсианского грунта кристаллических веществ: оливина, пироксена и полевого шпата. Такие камни на земле встречаются возле горных хребтов и вулканов.
Поскольку марсианский грунт не содержит органических веществ, термин реголит более применим к нему. Любой хрупкий материал называется реголитом. Некоторые планеты Солнечной системы (Меркурий, Луна, Земля) также покрыты реголитом).
Поверхность Марса покрыта выветрившимися минеральными породами, включая частицы ила и песка.
Жидкая часть
Пески Марса, найденные образцы почвенного конгломерата, а также образцы почвы, взятые из кратера Гейла, указывают на то, что водные потоки ранее проходили по поверхности Марса.
Сейчас количество воды на Марсе составляет 2%. Поверхность планеты сухая, покрытая твердым льдом.
На поверхности планеты зафиксированы довольно объемные участки покрытых пылью базальтовых пород. Базальтовые породы представляют собой губчатую поверхность, существует гипотеза ученых, что эта порода может содержать до 25% воды.
Газообразная часть
Curiosity Rover, исследуя марсианский грунт, обнаружил пары, выделяющиеся из земли при нагревании. Собирая образцы почвы, прибор предоставил исследователям данные, результат которых указывает на присутствие в составе почвы 1-3% воды. Этот факт заставил ученых задуматься о долгом пребывании на планете человека, который может использовать воду, выжатую из почвы Марса.
Помимо водяного пара на Марсе были обнаружены пары CO2 и соединения азота.
Интересные факты о почве
После серии исследований марсианского грунта была выявлена природа почвенного состава планеты и размер ее частиц.
Интересен состав почвы между камнями. Это каменный материал, который ломается, когда ковш сжимается на куски размером менее 2-4 см.
Также в выветренных местах среди камней была найдена хрустящая почва в одних местах, в других смятые. Эти агрегаты разрушались при воздействии ковша на частицы размером 0,5-1 см.
На территории молодых кратеров обнаружен особый тип грунта — эоловый песок. На его поверхности выделяется песчаная рябь, которая покрывается смятым слоем из-за сульфатов. Эти зерна уменьшаются в размере с глубиной.
Кроме того, на поверхности фиксировались сферические частицы гематита размером несколько миллиметров.
Частицы пыли, переносимые марсианскими ветрами, имеют диаметр 3 микрона. Эти частицы могут переноситься в атмосферной взвеси вместе с более крупными частицами диаметром до 20 микрон в определенных условиях турбулентности и скорости ветра.
Почва Марса поражает не только своим составом, но и разнообразием планетных рельефов. На поверхности планеты были записаны и сняты каменистые и пустынные пейзажи.
Пески Марса, как и пески на Земле, также перемещаются и поднимаются космическими ветрами. Удивительным считается поведение марсианских дюн. Марсианские дюны достигают размеров до шести метров и обладают способностью перемещаться под воздействием космических ветров. Это связано с постоянным изменением планетарного ландшафта, регистрируемым орбитальными аппаратами.
Интересным фактом является открытие астрогеологами почвенных образований, которые получили название «дюны-призраки». Это небольшие впадины на месте исчезнувшей дюны. Формирование призрачных дюн объясняется наличием вулканической лавы у подножия дюны, существующей довольно длительный период времени, а также осадочными явлениями под ней.
Изучение почв
Почва на Марсе имеет уникальный минеральный состав. Качественные характеристики марсианского грунта свидетельствуют о разнообразии состава грунта в разных частях планеты.
Изучение грунта Марса компаниями «Викинг» и «Следопыт» позволило зафиксировать разные типы грунтов: бетонные и складчатые, имеющие второе название ложной гальки. Такие типы почв, по мнению ученых, образовались в результате тепловых процессов в литосфере. Формы почвы, по-видимому, сформировались как отложения минеральных концентратов под поверхностью почвы. Ложная галька на первый взгляд имеет твердую поверхность, но легко разрушается давлением или водой. Это создает трудности при посадке исследовательских машин.
Кроме того, ненасыщенные почвы являются причиной марсианских оползней, которые образуют овраги и холмы на поверхности планеты. Причинами обрушения поверхности считаются несколько факторов: повышенная влажность ненасыщенного грунта, действие силы тяжести и динамических нагрузок. Динамические нагрузки являются результатом сейсмических свойств и ударов метеоритов.
По результатам исследования зонда «Феникс», проведенного в 2008 году, ученые показали, что химический состав почвы подходит для выращивания определенных видов растений.
Ученые предоставили опыт выращивания наземных культур на почвах Марса, Земли и Луны. Имитаторы почвы этих планет были изолированы от внешнего мира, помещены в особые тепловые условия, в которых освещение осуществлялось по 16 часов в сутки, а орошение — разбрызгиванием воды.
В каждый образец почвы высаживали семена горчицы и томата. Удивительным было то, что симулятор марсианского грунта дал лучший результат в росте биомассы сельскохозяйственных культур. Благодаря наличию в структуре почвы минералов, он обеспечивал полноценное питание растений, а его состав позволял влаге надолго задерживаться.
Кроме того, ученые утверждают, что растительность может жить на водянистых почвах. Наличие льда на Марсе позволяет нам принять теорию роста водной растительности на планете.
Конечно, других условий для жизни растительности на планете нет.
Возможно, данные, собранные на почве Марса, послужат новыми открытиями, а продолжающееся исследование марсианской почвы позволит науке сделать еще один шаг вперед.