Любопитството Rover разкрива произхода на планината

Учените са използвали иновативна мярка за тежестта на Марс, за да разкрият произхода на планината, която роувърът Curiosity изследва.

NASA s Curiosity Rover изследва Марс още откакто за пръв път е кацнал в Гале Кратер през 2012 г. и оттогава прави открития на древни езера и органични молекули. И въпреки това учените все още спорят за произхода на самия терен, който Curiosity изучава.

Този експанзивен изглед, взет от роувъра „Любопитство“ на 5 септември 2015 г., показва тъмните Мъри Бътс на преден план, по-светлата тонизирана формация Мъри отвъд тях и върха на Еолис Монс („Mount Sharp“) в далечината.
НАСА / JPL / MSSS

Дебатът се фокусира върху формирането на централния връх на Aeolis Mons (неофициално известен като връх Шарп), на който Curiosity в момента се изкачва. Планината е по-висока от ръба на Гале Кратер, което предполага, че тя не е само връх, създаден по време на удара. Някои учени предполагат, че утайките се издуха дълго след като древните езера и реки пресъхнаха, запълвайки Кратер Гале до ръба му от 3 мили. Едва наскоро, геологически погледнато, вятърът го взриви, за да разкрие планината в центъра.

Сега, ново изследване, което се появява през 1 февруари Science използва иновативно използване на навигационната система Curiosity, за да прави наука, роувърът никога не е имал намерение да прави и доказва, че теорията е грешна.

Умен начин за измерване на гравитацията

За да разбере произхода на планината, Кевин Люис (Университета на Джон Хопкинс) и неговите колеги се нуждаят от проучване на скалата, която се вижда извън колата на колелата на Ровер. Любопитството не носи така наречените гравиметрични инструменти, които биха му позволили да изучава гравитационното дърпане на скалата под нея и следователно да изследва плътността му. Така направи екипът на Люис: Те използваха бордовата навигационна система за наука.

Замисляли ли сте се как вашият смартфон или таблет знае къде е насочен или как вашият лаптоп знае да се изключи, когато го носите? Тези устройства носят акселерометри, инструменти, които казват на устройствата къде се намират и къде отиват. Curiosity има същия вид сензор като част от навигационната му система, наречен Rover Inertial Measurement Unit. Използвайки RIMU, екипът проследи ориентацията на Curiosity в продължение на почти пет години, докато роувърът измина 11 мили (18 километра) по равнините на Гале Кратер и нагоре по най-долните склонове на планината Шарп. Пътеката включваше вертикално изкачване от 1150 фута (350 метра), тъй като Curiosity напусна равнините на кратера и започна да се изкачва на връх Sharp през 2014 година.

Измерванията с помощта на акселерометрите на Curiosity (сиво) показват намаляване на силата на гравитацията, когато Curiosity се изкачва на връх Sharp. Учените моделират скоростта на този спад (черен) и го използват, за да изведат плътността на скалите на планината Шарп.
Кевин Люис

Ако вдигнете Curiosity във въздуха с 1150 фута, ще се почувства известно гравитационно изтегляне назад към центъра на Марс. Но тъй като под колелата на Curiosity има земя, а не въздух, усеща се по-силно дърпане, докато се изкачва. Люис и неговите колеги измерват тази малка промяна в гравитацията, за да изчислят плътността на скалата, която прави дърпането. За тяхна изненада гравитацията на връх Шарп беше по-малко от очакваното - което означава, че скалните му слоеве изглеждат неочаквано леки.

„[Скалата] се оказва много по-малко плътна от утаените скали на Земята - като, много по-малко гъста“, казва Рей Арвидсън (Вашингтонския университет в Сейнт Луис), който е от научния екип на Curiosity, но не е участвал в проучването. „Това е доста добре нечувано за утаените скали на Земята, които са дълбоко заровени.“

Това е така, защото ако някога високи километри слоеве от утайката бяха запълнили кратер Гале, кумулативното им тегло би изтласкало всякакви въздушни пространства в скалата под него, по същия начин, по който тежък трактор уплътнява почвата под протекторите си. Тъй като скалата под Curiosity изглежда наистина пореста, това означава, че никога не може да има много материал отгоре.

Вместо това Люис изчислява, че утайките са могли само да запълнят Гале Кратер по-малко от половината нагоре. Това означава различен произход за планината Шарп: вместо наскоро надута с вятър пясъчна купчина, находищата биха могли да я изграждат по-постепенно.

Извършване на планината рязка

Снимка, на която са изградени находища на планината Шарп: Ето през деня, обилен дъжд и сняг биха отнесли пясък и чакъл надолу от ръба на кратера. По-късно плитките езера щяха да покрият тези слоеве с богата на сулфат кал. След това, след като Марс изсъхна, вятърът бавно ерозира тези пластове. Върху тези многопластови находища, ветрове, внесени в пясък, прах и вулканична пепел, оформящи планината Шарп в сегашната й форма.

„Цялостната ни интерпретация на този вид записващо устройство за геоложки лентови графики, докато се движите от дъното към върха на планината Sharp, все още е доста валидно“, отбелязва Арвидсън. Но, добавя той, произходът на върха влияе върху детайлите как учените интерпретират находките на Curiosity, като видовете минерали, които очакват, и подробностите на древната циркулация на водата.

Селфи, направено от роувъра на НАСА Curiosity Mars на Сол 2291 (15 януари) на сондажа "Rock Hall", разположен на рида Вера Рубин. Роувърът вече се движи от билото към глинести отлагания с по-ниска височина.
НАСА / JPL-Caltech

Любопитството току-що остави костура си по хребета Вера Рубин за по-нисък, богат на глина район на планината Шарп. Но в бъдеще, роувърът разполага със своите гледки, поставени на по-високи коти. Богатите на сулфати слоеве, вероятно се отлагат, когато плитки езера изпълват кратера, са на 6 500 фута. А 2600 фута отвъд това е внезапен преход към това, което може да е наветрените залежи. Но дали роувърът стига чак до тези интересни забележителности, остава да видим, докато учените планират третото разширение на мисията.

"Зависи от това колко вълнуващи са скалите по пътя", казва Арвидсън, "и колко пресичаме, за разлика от спирането и уханието на цветята."