«Викинги» на Марсе - [17]

Как видно, в составе поверхностного слоя реголита преобладают кремний и железо при значительном содержании магния, алюминия, серы, кальция и титана. Концентрация кремния в форме двуокиси кремния составляет в районе посадки СА «Викинг-1» 45 ±5%, т. е. меньше значений концентрации (60±10%), полученных по данным орбитальной инфракрасной спектроскопии взвешенного в атмосфере материала в период глобальной пыльной бури 1971 г.

Таблица 5

Элементный состав мелкодисперной фракции (размер частиц ≤ 100 мкм) марсианского грунта (в % по весу) в точке посадки «Викинга-1» (S1) и разность концентраций в двух местах посадки (S2—S1)

^{Примечание. * — суммарные концентрации неидентифицированных окислов (О) и не обнаруженных компонентов (X, в том числе Н₂О, Na₂O, СО₂ и NO_x). ДО — данные отсутствуют.}

Концентрация серы на один—два порядка величины выше, а калия — примерно в 5–8 раз ниже соответствующих средних значений для земных природных образований (почвы, горные породы). Значения концентрации серы близко соответствуют, однако, найденным в хондритных метеоритах, которые обычно рассматриваются как протопланетное вещество. Высокое содержание серы на Марсе налагает ограничения на диапазон и количество возможных соединений, содержащих серу. Можно считать вероятным лишь сульфаты натрия, магния, кальция и железа или сульфид железа (исключая пирит).

Обнаружены следы стронция, иттрия, и, возможно, циркония, которые имеют относительную концентрацию порядка 10^-4. Мелкие камни типа гальки в районе Chryse содержат больше серы, чем мелкодисперсная фракция реголита, и, возможно, являются кусками сцементированной сульфатами поверхностной корки. Ранее было показано, что если предполагать, что красная или оранжевая пигментация реголита является результатом покрытия камней и мелкодисперсных частиц пленкой из геотита или гематита, то толщина такой пленки не должна превосходить 1–2 мкм. Данные табл. 5 определяют необходимость уменьшения максимально возможной толщины пленки до 0,26 мкм, так как в противном случае результаты рентгеновского флуоресцентного анализа на Mg, Al и Si оказались бы значительно искаженными.

Оценка плотности образцов S1 дала значение, равное 1,10±0,15 г/см³. Поскольку приведенный в табл. 5 элементный состав ограничивает плотность диапазоном 2,3–3,2 г/см³, это означает, что пористость частиц составляет около 60±15%. Забор и анализ последовательных проб грунта привел к выводу, что мелкодисперсная фракция реголита в районе Chryse обладает гораздо более сильной адгезией (слипанием), чем исследованные в лабораторных условиях земные аналоги.

Рассмотренный состав марсианского реголита естественнее всего интерпретируется как результат выветривания мафических (темных) изверженных пород. В работе [16] построена минералогическая модель, согласно которой марсианский мелкодисперсный реголит представляет собой смесь примерно 80% богатых железом глин, около 10% сульфата магния (кизерита ?), 5% карбоната (кальцита) и 5% окислов железа (гематит, магнетит, магемит, гетит ?). В табл. 6 представлены три модели состава реголита в сравнении с данными анализа мелкодисперсной фракции в месте посадки «Викинга-1» (51).

Таблица 6

Модели химического состава мелкодисперсного реголита

Наличие богатых железом глин означает, что для их образования из мафических горных пород на Марсе должно было иметься (или имеется) достаточное количество воды или льда. По-видимому, мафическая природа мелкодисперсного компонента грунта, имеющего глобальное распространение, и горных пород, которые являются источником этого компонента, предотвращает крупномасштабную планетарную дифференциацию, подобную земной.

Установленные на СА «Викинг» комплексы масс-спектрометров (МС) и газовых хроматографов (ГХ) позволили осуществить анализы состава марсианской атмосферы и грунта, причем главной целью был поиск органических компонент. Пробы грунта подогревались в трех небольших печах за 30 с до температуры 200, 350 и 500°С для извлечения летучих компонентов и продуктов пиролиза. МС выполняет повторное и непрерывное сканирование спектра масс т/е в интервале 12–200 (время регистрации каждого масс-спектра составляет 10 с) и имеет динамический диапазон 1 : 10⁷. Каждый спектр воспроизводится как совокупность 3840 точек (чисел).

После посадки СА «Викинг-1» были взяты три пробы грунта на 8, 14, 31-м солах [17, 18]. Проба, полученная на 8-м соле, представляет собой тонкозернистый материал (преимущественно с глубины 4–6 см), перемешанный с материалом поверхности (его доля не превышает 10%). Проба, относящаяся к 14-му солу, была практически идентичной и поэтому не подвергалась анализу. Проба 31-го сола была взята на расстоянии около 3 м от места первой пробы и состоит преимущественно из гранулированного материала поверхности.

Анализ обеих проб при помощи ГХ не обнаружил каких-либо органических компонентов в количествах, превосходящих несколько частей на миллиард. При нагревании до 350 и 500°С выделялись заметные количества воды (от 0,1 до 1%), которая является, по-видимому, составной частью гидратов минералов. Не обнаружено сернистого газа, свободной серы и сероводорода. Полученные результаты исключают возможность какого-либо эффективного современного процесса, продуцирующего органические компоненты (разумеется, общность такого вывода ограничивается фрагментарностью анализа).