Meridiani Planum: равнина на Марсе¶

Meridiani Planum (Меридианское плато, равнина Меридиана) — обширная равнина в экваториальной области планеты Марс, расположенная к югу от марсианского экватора, в районе 0° долготы (нулевого меридиана). Представляет собой часть древних южных высокогорий, сглаженных последующими геологическими процессами, и известна прежде всего как место посадки марсохода NASA «Opportunity» (2004–2018) и одного из крупнейших месторождений гематита (оксида железа) на планете.

¶Географическое положение и рельеф

Равнина Meridiani Planum находится в регионе Terra Meridiani, который пересекает нулевой меридиан Марса (отсюда название — от лат. meridianus, «полуденный»). Координаты центра — примерно 0,2° южной широты и 357,5° восточной долготы. Площадь региона оценивается в десятки тысяч квадратных километров. Поверхность равнины относительно ровная, с перепадами высот не более нескольких десятков метров на больших расстояниях, что делало её удобной для посадки автоматических станций.

Рельеф характеризуется наличием неглубоких ударных кратеров (диаметром от нескольких метров до десятков километров), редких песчаных дюн и каменистых гряд. На западе равнина граничит с более древними кратерированными высокогорьями, на востоке — с молодыми низменностями. В пределах Meridiani Planum выделяются формации, сложенные слоистыми осадочными породами, обнажающимися в стенках кратеров (например, кратер Игл, кратер Виктория, кратер Индевор).

¶Геологическое строение и минералогия

Ключевая особенность Meridiani Planum — наличие обширных отложений серого кристаллического гематита (Fe₂O₃), обнаруженных по данным орбитального спектрометра Thermal Emission Spectrometer (TES) аппарата Mars Global Surveyor в конце 1990-х годов. Пласт гематита занимает площадь около 350 000 км² и залегает в верхних слоях грунта. На Земле гематит такого типа обычно формируется в водной среде (в осадочных бассейнах, при выпадении из железистых растворов), поэтому его присутствие стало аргументом в пользу существования на древнем Марсе жидкой воды.

Ниже гематитового горизонта залегают сульфатные породы (ярозит, гипс, эпсомит), богатые серой и магнием. Эти минералы образуются при испарении кислых солёных водоёмов. Слоистость осадочных пород, видимая в обнажениях кратеров, указывает на многократное чередование эпизодов увлажнения и высыхания. Возраст пород оценивается в 3,5–4 млрд лет (нозахейский — раннегесперийский периоды).

¶Исследования автоматическими станциями

¶Орбитальные наблюдения

Впервые регион детально изучен аппаратом Mars Global Surveyor (1997–2006), который выявил гематитовую аномалию. Позже Mars Reconnaissance Orbiter (с 2006) и Mars Express (с 2003) уточнили минералогический состав и картографировали слоистые отложения. Данные спектрометра CRISM подтвердили присутствие сульфатов и филлосиликатов (глинистых минералов) в отдельных обнажениях.

¶Марсоход «Opportunity» (MER-B)

В январе 2004 года в районе равнины, в небольшом кратере Игл (диаметр около 22 м), совершил посадку марсоход «Opportunity» (второй аппарат программы Mars Exploration Rover). Посадочный модуль доставил ровер в точку с координатами 1,95° ю. ш., 354,47° в. д. Расчётный срок работы составлял 90 солов (марсианских суток), однако миссия продлилась более 14 земных лет — до июня 2018 года, когда связь была потеряна из-за пылевой бури.

За время работы «Opportunity» прошёл по поверхности более 45 км — рекордное расстояние для внеземных аппаратов. Основные научные результаты миссии:

• обнаружение конкреций гематита («черники») — сферических образований диаметром 1–5 мм, сформировавшихся в водонасыщенном грунте;
• доказательство существования древних кислых солёных водоёмов на основе анализа сульфатных пород;
• находка метеоритов на поверхности Марса (например, «Heat Shield Rock» — железный метеорит);
• изучение слоистых отложений в кратерах Эндьюранс, Виктория и Индевор.

¶Другие миссии

В 2016 году в регионе планировалась посадка посадочного модуля InSight, однако из-за инженерных проблем место было изменено на равнину Элизий. В 2020-х годах Meridiani Planum рассматривалось как один из кандидатов для посадки российско-европейской миссии «ЭкзоМарс-2022» (отменена), а также для будущих программ возврата марсианского грунта. В 2021 году китайский ровер «Чжужун» совершил посадку в другом регионе, но научные данные Meridiani Planum продолжают обрабатываться.

¶Значение для астробиологии

Meridiani Planum считается одним из наиболее перспективных мест для поиска следов древней жизни на Марсе. Осадочные породы равнины сформировались в условиях, которые на Земле благоприятны для микроорганизмов: жидкая вода, источники энергии (сульфиды, железо), умеренные температуры. Однако высокая кислотность и солёность водоёмов, реконструированные по минералам, ограничивают вероятность существования сложных форм жизни. Тем не менее, обнаруженные ярозит и гематит могут сохранять биомаркеры в течение миллиардов лет.

¶Современное состояние поверхности

Поверхность Meridiani Planum в настоящее время сухая и холодная: средняя температура около −60 °C, атмосферное давление у поверхности — примерно 6–8 мбар (0,6–0,8 % земного). Грунт представлен мелкозернистым реголитом с примесью базальтового песка и сульфатной пыли. Ветер формирует дюны и светлые полосы выдувания. Радиационный фон на поверхности выше земного в десятки раз, что исключает возможность существования активной биосферы.

¶Культурное и научное значение

Равнина Меридиана стала символом успешных длительных миссий по исследованию Марса. Данные, полученные «Opportunity», легли в основу десятков научных публикаций и пересмотра моделей эволюции марсианского климата. Название региона используется в планетной номенклатуре Международного астрономического союза (IAU) с 1973 года. В 2004 году в честь места посадки был назван астероид (39382) Opportunity.

¶Источники

• Squyres S. W. et al. «The Opportunity Rover's Athena science investigation at Meridiani Planum, Mars» // Science, 2004.
• Christensen P. R. et al. «Detection of crystalline hematite mineralization on Mars by the Thermal Emission Spectrometer» // Journal of Geophysical Research, 2001.
• Arvidson R. E. et al. «Opportunity Mars Rover mission: Overview and selected results from Purgatory ripple to traverses to Endeavour crater» // Journal of Geophysical Research, 2011.
• Grotzinger J. P. et al. «Sedimentary geology of Meridiani Planum» // Earth and Planetary Science Letters, 2005.
• NASA Mars Exploration Rover Mission Archive (2004–2018).