На Марсе нашли рубины: откуда на Красной планете взялись драгоценные камни

Марсоход Персеверанс (Perseverance) нашёл в марсианских породах небольшие кристаллы, по химическому составу похожие на рубины. Это первый случай обнаружения драгоценных камней на Красной планете. Но самое интересное — не сами кристаллы, а то, как они могли появиться там: без вулканов, без тектоники, без привычных земных условий.

Марсоход NASA «Персеверанс» обнаружил кристаллы, которые оказались драгоценными. Источник изображения: livescience.com

Что нашли на Марсе: корунд, рубины и сапфиры

Чтобы понять, что именно нашли на Марсе, стоит разобраться с самим минералом. Корунд — это оксид алюминия (Al₂O₃), один из самых твёрдых природных минералов. По шкале Мооса он уступает только алмазу. Именно корунд и обнаружил марсоход. Сам по себе чистый корунд бесцветен и не особенно впечатляет. Но стоит добавить в его кристаллическую решётку примеси — и всё меняется.

Небольшое количество хрома окрашивает корунд в красный цвет — и перед нами рубин. Примеси титана и железа дают синий оттенок — получается сапфир. По сути, рубины и сапфиры — это один и тот же минерал, просто с разными «добавками». Именно поэтому их объединяют общим термином «драгоценные камни группы корунда».

На Земле корунд встречается редко и обычно формируется при экстремальных температурах и давлении — в глубинах земной коры, где тектонические плиты сталкиваются и перемалывают породу. Именно поэтому находка на Марсе вызвала столько вопросов: там таких условий попросту нет.

Но не только драгоценными камнями удивляет Марс - недавно там обнаружена странная структура, поразительно похожая на древнеегипетскую пирамиду.

Как марсоход Perseverance нашёл драгоценные камни на Марсе

Открытие сделали с помощью прибора SuperCam, установленного на мачте марсохода. Это не обычная камера — SuperCam умеет стрелять зелёным лазером по горным породам. Лазерный импульс нагревает крошечный участок поверхности камня до состояния плазмы, и эта плазма начинает светиться. Каждый химический элемент излучает свет на строго определённых длинах волн, как уникальный «отпечаток пальца». Анализируя этот свет, учёные определяют состав породы, не прикасаясь к ней.

Именно так были исследованы три обломочных камня (породы, которые когда-то откололись от скалы и лежат отдельно). Один из них получил название Coffee Cove. Во всех трёх лазерный анализ показал чёткие спектральные сигнатуры корунда с включениями хрома — а это химическое описание рубина.

(а) Тот самый Coffee Cove с указанием мест и полей обзора для анализа люминесценции. (b) Сравнение спектров люминесценции полученных пород с лабораторными спектрами, полученными при исследовании рубинов. (с) Сравнение времени жизни люминесценции с лабораторными данными. Источник изображения: hou.usra.edu

Правда, есть важная оговорка. Кристаллы оказались настолько маленькими, что камера марсохода не способна их разглядеть. А точный химический состав примесей — сколько именно хрома, есть ли железо и титан — определить на расстоянии не удалось. Поэтому исследователи пока не могут с уверенностью сказать, что перед ними именно рубины, а не другая разновидность корунда.

«Мы не можем количественно оценить содержание хрома, а другие элементы — железо и титан — тоже могут присутствовать, — объяснила планетарный геолог Валери Пейре из Университета Айовы. — Поэтому сложно заключить, рубины это или другие типы корунда, например сапфиры».

Почему рубины на Марсе образовались не так, как на Земле

На Земле образование корунда — процесс, который требует мощных геологических сил. Тектонические плиты сталкиваются, одна заползает под другую, породы уходят на глубину в десятки километров, где температура и давление превращают обычные минералы в драгоценные кристаллы. Потом эрозия и вулканы постепенно выносят их на поверхность.

Марс устроен иначе. У Красной планеты нет убедительных свидетельств активной тектоники плит — ни сейчас, ни в обозримом геологическом прошлом. Нет того конвейера столкновений, погружений и переплавки, который на Земле создаёт рубины и сапфиры. А значит, марсианские кристаллы корунда должны были появиться каким-то другим путём.

Как метеориты могли создать рубины на Марсе

Исследователи предполагают, что кристаллы корунда на Марсе сформировались при ударах космических тел. Когда крупный метеорит врезается в планету, в точке столкновения на доли секунды возникают чудовищные температуры и давление — достаточные, чтобы обычные алюмосиликатные породы трансформировались в корунд. По сути, удар метеорита сжимает работу миллионов лет земной тектоники в один мгновенный взрыв.

Для Марса это объяснение выглядит логичным. Поверхность планеты покрыта кратерами гораздо плотнее, чем Земля: у Марса нет ни плотной атмосферы, которая сжигала бы мелкие астероиды, ни активной эрозии, которая стирала бы следы ударов. По некоторым оценкам, только один крупный объект оставил на Марсе почти 2 миллиарда кратеров. Каждый такой удар — потенциальная «фабрика» экстремальных минералов.

Будь в курсе новых событий по максимуму — подписывайся на наш канал в Max!

Кратер Езеро, где работает марсоход Персеверанс, — как раз ударная структура диаметром около 45 километров. Когда-то в нём существовало озеро, питаемое реками, и породы здесь представляют собой сложную смесь: осадочные, вулканические и ударно-метаморфические. Именно в этом коктейле и обнаружились крошечные рубиноподобные кристаллы.

Есть ли на Марсе крупные рубины и сапфиры

Один из естественных вопросов: есть ли на Марсе кристаллы покрупнее — такие, которые можно увидеть невооружённым глазом? Оливье Бейсак, один из авторов исследования из Французского национального центра научных исследований, считает это возможным, но маловероятным: «Корунд и на Земле встречается довольно редко и редко образует крупные кристаллы — стоит ожидать того же и на Марсе».

Это первый случай в истории, когда минералы геммологического класса — то есть потенциально пригодные для огранки — были идентифицированы на поверхности другой планеты. Само по себе открытие, конечно, не означает, что кто-то скоро полетит за марсианскими рубинами. Кристаллы микроскопические, добраться до них невероятно сложно, а практической ценности в ювелирном смысле у них нет.

Еще больше познавательных материалов вы найдете в нашем Telegram-канале. Обязательно подпишитесь!

Но для науки значение находки — совсем в другом. Корунд с определёнными примесями — это маркер конкретных условий, при которых он формировался: температуры, давления, химического состава среды. Изучая такие кристаллы, геологи могут реконструировать историю ударных событий на Марсе и лучше понять, какие процессы формировали его кору.

Кроме того, в кратере Езеро марсоход параллельно ищет следы древней жизни на Марсе. Образец породы «Comet Geyser» — 24-й собранный ровером — уже назван NASA «отличным для изучения биосигнатур». В перспективе учёным ещё предстоит доставить образцы Марса на Землю. Понимание минералогии этих пород помогает отделить биологические следы от чисто геологических. Так что крошечные марсианские рубины — это ещё один ключ к пониманию того, чем на самом деле была и остаётся Красная планета.