Квадрангл Lunae Palus — це одна з серії із 30 квадранглових (чотирикутних) карт Марса, розроблених і створених Геологічною службою США (USGS) в рамках програми Astrogeology Research Program. Цей квадрангл іноді позначають також як MC-10 (Mars Chart-10)Davies, M.E.; Batson, R.M.; Wu, S.S.C. «Geodesy and Cartography» in Kieffer, H.H.; Jakosky, B.M.; Snyder, C.W.; Matthews, M.S., Eds. Mars. University of Arizona Press: Tucson, 1992.. У квадранглі Lunae Palus розташована значна кількість древніх річкових долин.
Цей квадрангл покриває територію від 45° до 90° західної довготи та від 0° до 30° північної широти на планеті Марс. Спускний апарат «Вікінг-1» (частина програми «Вікінг») висадився у Lunae Palus 20 липня 1976 року, в точці з координатами . Він став першим роботизованим космічним апаратом, який здійснив успішну посадку на Червоній планеті.
Результати місії космічного апарата «Вікінг-1»
Вигляд місця посадки апарата, якщо дивитися неозброєним оком Для людських очей небо в місці посадки виглядало б світло-коричневим. Пил на поверхні теж виглядав би коричневим. Повсюди виднілися б камені різних розмірів, розкидані по всій площі. Один камінь, який отримав назву «Big Joe», — великий, як бенкетний стіл. На деяких валунах помітні сліди вітрової ерозіїMutch, T. et al. 1976. The Surface of Mars: The View from the Viking 2 Lander. Science: 194. 1277—1283.. Присутня також велика кількість все ще активних піщаних дюн. Середня швидкість вітру — 7 метрів на секунду. Поверхня б відчувалася як тверда кірка поверх ґрунту, подібна до відкладів, поширених на південному сході США, які описуються терміном «каліче»Clark, B. et al. 1978. Implications of Abundant Hygroscopic Minerals in the Martain Regolith. Icarus: 34. 645—665Toulmin III, P. et al. 1977. Geochemical and Mineralogical Interpretation of the Viking Inorganic Chemical Results. Journal of Geophysical Research: 82. 4624-4634. Така кірка формується під впливом розчинів мінералів, які піднімаються крізь ґрунт вгору та випаровуються на поверхніArvidson, R. A. Binder, and K. Jones. 1976. The Surface of Mars. Scientific American: 238. 76-89..
Аналіз ґрунту Ґрунт у місці посадки апарата «Вікінг-1» нагадував той, який утворюється внаслідок вивітрювання базальтової лави. Досліджені зразки ґрунту були багаті на кремній та залізо, а також містили значну кількість магнію, алюмінію, сірки, кальцію та титану. Були виявлені залишкові елементи у формі стронцію та ітрію. Вміст калію був у 5 разів нижчий, ніж середнє значення для земної кори. Деякі хімічні сполуки в ґрунті містили сірку та хлор, дуже подібні до тих, які залишаються після випаровування морської води. Сірка мала більшу концентрацію в кірці, на верху ґрунтового шару, аніж у самій масі ґрунту під цією кіркою. Сірка зустрічається тут у формі сульфатів натрію, магнію, кальцію або заліза. Також іноді трапляється сульфід залізаClark, B. et al. 1976. Inorganic Analysis of Martian Samples at the Viking Landing Sites. Science: 194. 1283—1288.. Як «Спіріт», так і «Опортюніті» — обидва марсоходи теж знаходили сульфати на Марсі; з цього можна зробити висновок, що сульфати можуть бути поширені по всій марсіанській поверхні. Марсохід «Опортюніті» (приземлився на Марсі у 2004 році із передовим дослідницьким інструментарієм) виявив сульфати магнезію та кальцію на Meridiani PlanumChristensen, P. et al. 2004. Mineralogy at Meridiani Planum from the Mini-TES Experiment on the Opportunity Rover. Science: 306. 1733—1739. використовуючи результати тогочасних хімічних вимірювань, створені моделі мінерального складу дозволяють припустити, що тамтешній ґрунт може бути сумішшю із близько 80 % багатої на залізо глини, близько 10 % сульфату магнію (кізерит?), близько 5 % карбонатів (кальцит) та близько 5 % оксиду заліза (гематит, магнетит, гетит?). Ці мінерали є типовими продуктами вивітрювання мафічних магматичних порідBaird, A. et al. 1976. Mineralogic and Petrologic Implications of Viking Geochemical Results From Mars: Interim Report. Science: 194. 1288—1293.. Дослідження із використанням магнітів на борту спускових апаратів виявили, що ґрунт містить магнетичну речовину від 3 до 7 відсотків ваги. Такими магнетичними хімічними елементами, ймовірно, є магнетит та маґгеміт. Вони можуть походити від вивітрювання базальтових порідHargraves, R. et al. 1976. Viking Magnetic Properties Investigation: Further Results. Science: 194. 1303—1309.Arvidson, R, A. Binder, and K. Jones. The Surface of Mars. Scientific American. Експерименти, проведені марсоходом «Спіріт» (прибув на Марс у 2004 році) визначили, що магнетит міг би пояснити магнетичну природу пилу та ґрунту на Марсі. Магнетит був виявлений у ґрунті; крім того, той різновид ґрунту, який проявляв найбільш магнетичні характеристики, мав темне забарвлення. А магнетит має дуже темний колірBertelsen, P. et al. 2004. Magnetic Properties Experiements on the Mars Exploration rover Spirit at Gusev Crater. Science: 305. 827—829..
Пошуки ознак життя У пошуках ознак життя, «Вікінг-1» провів три досліди. Результати були несподіваними та цікавими. Більшість науковців тепер вважає, що отримані дані стали результатом неорганічних хімічних реакцій у ґрунті. Однак дехто й досі вірить, що ці результати були наслідком реакцій речовини, яка має органічне, живе походження. В ґрунті не було виявлено жодних органічних сполук; тому майже вся наукова спільнота зійшлася на думці, що ознак життя не було виявлено, оскільки не було виявлено ніяких органічних хімічних елементів. Відсутність будь-якої органіки була незвичною, оскільки метеорити, що падали на Марс дощем протягом приблизно 5 мільярдів років напевно принесли б туди з собою хоч якусь органіку. Тим більше, що сухі території Антарктики хоча й теж не мають ніяких органічних сполук, які легко можна було б виявити, зате мають живих організмів, які мешкають у скеляхFriedmann, E. 1982. Endolithic Microorganisms in the Antarctic Cold Desert. Science: 215. 1045—1052.. Марс майже не має озонового шару, на відміну від Землі, тож ультрафіолетове випромінювання стерилізує поверхню планети та продукує високореактивні хімічні сполуки, такі як пероксиди, здатні окислити будь-які органічні сполукиHartmann, W. 2003. A Traveler's Guide to Mars. Workman Publishing. NY NY.. Саме перхлорати і розглядаються як найбільш вірогідний окислювач на поверхні Марса. Космічний апарат «Фенікс» виявив присутність перхлоратів у марсіанському ґрунті. Перхлорат — це сильний окислювач, тож він цілком міг знищити будь-які органічні речовини на поверхні. Якщо він поширений повсюдно на поверхні, то існування при поверхні будь-яких форм життя на основі вуглецю є значно менш ймовірним.
Вирішення питання існування життя на Марсі отримало новий, важливий поштовх після того, як дослідження, опубліковане у Журналі геофізичних досліджень у вересні 2010 року, довело можливість того, що органічні сполуки могли справді існувати в ґрунті, зразки якого були проаналізовані космічними апаратами «Вікінг-1» та «Вікінг-2». Космічний апарат NASA «Фенікс» у 2008 році виявив у ґрунті перхлорати, здатні зруйнувати органічні сполуки. Автори цієї праці визначили, що перхлорати руйнують органіку при нагріванні, та виробляють хлорметан та дихлорметан — ідентичні хлорові сполуки, які були виявлені обидвома спусковими апаратами «Вікінг» при проведенні однакових аналізів на Марсі. Оскільки перхлорати могли знищити всю марсіанську органіку. питання чи знайшов «Вікінг» ознаки життя чи ні залишається відкритим.
Valles Vallis (valles у множині) — це латинський відповідник слова долина. Він використовується в астрогеології для означення відповідних форм рельєфу на інших планетах.
Словом «vallis» раніше називали старі річкові долини, які були виявлені на Марсі, коли туди дісталися перші космічні зонди з Землі. Орбітальні апарати «Вікінг» спровокували революцію у сприйнятті ймовірності існування води на Марсі; в багатьох місцях на Червоній планеті були знайдені гігантські річкові долини. Орбітальні камери фіксували на знімках, що потоки води пробивали собі дорогу крізь природні дамби, вирізьблювали глибокі долини, виїдали ерозією пази в кам'яних шарах, та простягалися на тисячі кілометрів на поверхні планети.
Річкові долини, виявлені орбітальними апаратами «Вікінг» Орбітальні апарати «Вікінг» спричинили революцію в уявленнях людей про воду на Марсі. У багатьох місцях на планеті були виявлені гігантські річкові долини. Вони свідчать про те, що вода тут пробивалася крізь природні дамби, вирізьблювала глибокі долини, виїдала в поверхневому кам'янистому ложі глибокі пази та мчала на тисячі кілометрів вздовж поверхні планети.
Mars Science Laboratory Долина Hypanis Vallis, що у квадранглі Lunae Palus, була одним із пропонованих місць посадки космічних апаратів Марсіанської наукової лабораторії. Метою цієї місії є пошук ознак древнього життя на планеті. Науковці сподіваються, що наступні місії зможуть надіслати на Землю зразки з тих місць Марса, які будуть ідентифіковані як такі, що ймовірно містять певні залишки стародавнього життя. Для того, аби посадка на поверхню Марса пройшла успішно, потрібне була гладка, плоска, округла місцевість діаметром у 12 миль. Геологи сподіваються виявити місця, в яких колись містилися якісь водойми. У таких місцях планують досліджувати шари відкладень, що залишилися після водойм.
Kasei Valles Одна із найвизначніших особливостей регіону Lunae Palus, долина Kasei Valles — є одним із найбільших проточних каналів на Марсі. Так само як і інші проточні канали, він був утворений потоком води, ймовірно в період гігантських повеней.
Довжина долини Kasei становить близько 2 400 км. Деякі її секції досягають 300 км у ширину. Вона бере початок у Echus Chasma, поблизу Valles Marineris, та завершується на рівнині Chryse Planitia, неподалік від місця посадки космічного апарата «Вікінг-1». Sacra Mensa, велике столове утворення, ділить Kasei Valles на два канали — північний та південний. Долина є одним із найдовших суцільних проточних каналів на Марсі. Приблизно на 20° північної широти Kasei Valles ділиться на два канали, що отримали назви «каньйон Kasei Vallis» та «північний канал Kasei». Ці відгалуження повторно з'єднуються на 63° західної довготи. Деякі частини Kasei Valles досягають 2-3 км у глибинуBaker, V. 1982. The Channels of Mars. University of Texas Press. Austin.
Науковці припускають, що канал утворився в результаті декількох епізодів сильних повеней, а також, можливо, певної льодовикової активності.
Дельти Дослідники виявили певну кількість дельт, які утворилися у марсіанських озерах. Виявлення таких дельт є переконливим свідченням того, що Марс колись мав дуже багато води на поверхні. Для того, аби сформувалася дельта, потрібно, щоб в цьому місці була досить глибока водойма протягом порівняно тривалого періоду часу. Крім того, рівень води має бути стабільним, аби уникнути вимивання шару відкладень. Дельти віднаходили у широкому географічному діапазоніIrwin III, R. et al. 2005. An intense terminal epoch of widespread fluvial activity on early Mars: 2. Increased runoff and paleolake development. Journal of Geophysical Research: 10. E12S15.
Кратери Більшість ударних кратерів мають кільцевий вал, сформований із вивержених внаслідок зіткнення порід, на відміну від вулканічних кратерів, які зазвичай не мають валу із таких відкладень. Чим більший розмір кратера, тим більша ймовірність, що він має центральний насип, який вивищується над рештою кратера. Такий пагорб чи гора у центрі трапляється у кратерів, діаметром понад 10 км. Утворення центрального підвищення спричинене відскоком речовини дна кратера після зіткнення. Іноді в кратерах видніються шари. Кратери можуть бути наочною демонстрацією того, які породи залягають глибоко під поверхнею.
Fossa