تكوين المريخ

تتميز المناطق المظلمة على سطح المريخ بوجود معادن مافية مكونة للصخور، وهي الأوليفين والبيروكسين والفلسبار البلاجيوكلازي . وتُعد هذه المعادن المكونات الأساسية للبازلت ، وهو صخر بركاني داكن اللون يشكل أيضاً القشرة المحيطية للأرض والبحار القمرية .

يوجد معدن الأوليفين في جميع أنحاء الكوكب، لكن بعضًا من أكبر تجمعاته تقع في نيلي فوساي ، وهي منطقة تحتوي على صخور تعود إلى العصر النواخي . كما يوجد نتوء صخري كبير آخر غني بالأوليفين في وادي غانغز تشاسما ، وهو وادٍ شرقي في وادي مارينيريس (في الصورة). ^{[ 25 ]} يتحلل الأوليفين بسرعة إلى معادن طينية عند وجود الماء السائل. لذلك، تشير المناطق التي تحتوي على نتوءات صخرية كبيرة من صخور الأوليفين إلى أن الماء السائل لم يكن متوفرًا بكثرة منذ تشكل هذه الصخور. ^{[ 10 ]}

تنتشر معادن البيروكسين على نطاق واسع على سطح المريخ. يوجد نوعان من البيروكسين: منخفض الكالسيوم (أورثو) وعالي الكالسيوم (كلينو). يرتبط النوع عالي الكالسيوم بالدروع البركانية الحديثة، بينما يشيع النوع منخفض الكالسيوم ( الإينستاتيت ) في المرتفعات القديمة. ولأن الإينستاتيت ينصهر عند درجة حرارة أعلى من نظيره عالي الكالسيوم، فقد جادل بعض الباحثين بأن وجوده في المرتفعات يشير إلى أن الصهارة القديمة على المريخ كانت ذات درجات حرارة أعلى من الصهارة الحديثة. ^{[ 26 ]}

بين عامي 1997 و2006، قام مطياف الانبعاث الحراري (TES) على متن مركبة مارس غلوبال سيرفيور (MGS) الفضائية برسم خريطة التركيب المعدني العالمي للكوكب. ^{[ 27 ]} حدد مطياف الانبعاث الحراري وحدتين بركانيتين عالميتين على سطح المريخ. يتميز النوع السطحي 1 (ST1) بالمرتفعات التي تعود إلى العصر النواخي، ويتكون من بازلت غني بالبلاغيوكلاز والكلينوبيروكسين لم يتعرض للتغير . أما النوع السطحي 2 (ST2) فهو شائع في السهول الأحدث شمال حدود الانقسام، وهو أغنى بالسيليكا من النوع ST1.

تم تفسير الحمم البركانية في منطقة ST2 على أنها أنديزيت أو أنديزيت بازلتي ، مما يشير إلى أن الحمم البركانية في السهول الشمالية نشأت من صهارة أكثر تطورًا كيميائيًا وغنية بالمواد المتطايرة. ^{[ 28 ]} (انظر: التمايز الناري والتبلور الجزئي ). مع ذلك، اقترح باحثون آخرون أن ST2 تمثل بازلتًا متجوّيًا مغطى بطبقات رقيقة من زجاج السيليكا أو معادن ثانوية أخرى تشكلت من خلال التفاعل مع مواد حاملة للماء أو الجليد. ^{[ 29 ]}

توجد صخور متوسطة وفلسية حقيقية على سطح المريخ، لكن ظهورها نادر. وقد رصد كل من جهاز TES ونظام التصوير الحراري (THEMIS) على متن مركبة مارس أوديسي الفضائية صخورًا غنية بالسيليكا في سيرتيس ماجور وبالقرب من الحافة الجنوبية الغربية لفوهة أنطونيادي . وتُظهر هذه الصخور أطيافًا تُشبه أطياف الدايسايت والجرانيتويدات الغنية بالكوارتز ، مما يُشير إلى أن بعض أجزاء قشرة المريخ على الأقل قد تحتوي على تنوع في الصخور النارية يُشابه تنوع صخور الأرض. ^{[ 30 ]} وتشير بعض الأدلة الجيوفيزيائية إلى أن الجزء الأكبر من قشرة المريخ قد يتكون في الواقع من بازلت أنديزيت أو أنديزيت. وتُخفي طبقات الحمم البازلتية التي تعلوها القشرة الأنديزيتية، والتي تُهيمن على تركيب السطح ولكنها قليلة الحجم. ^{[ 4 ]}

يمكن تصنيف الصخور التي درسها مسبار سبيريت في فوهة جوسيف بطرق مختلفة. فكميات وأنواع المعادن فيها تجعلها بازلتًا بدائيًا، يُسمى أيضًا بازلت بيكريتي . تشبه هذه الصخور صخورًا أرضية قديمة تُسمى الكوماتيت البازلتي . كما تشبه صخور السهول البازلتية الشيرغوتيت ، وهي نيازك قادمة من المريخ. يقارن أحد أنظمة التصنيف كمية العناصر القلوية بكمية السيليكا على رسم بياني؛ وفي هذا النظام، تقع صخور سهول جوسيف بالقرب من نقطة التقاء البازلت، والبيكروبازلت ، والتيفريت. ويُطلق عليها تصنيف إيرفين-باراجر اسم البازلت. ^{[ 31 ]}

في 18 مارس 2013، أفادت وكالة ناسا بوجود أدلة من أجهزة مركبة كيوريوسيتي الجوالة تشير إلى وجود ترطيب معدني ، يُرجح أنه كبريتات الكالسيوم المائية ، في عدة عينات صخرية ، بما في ذلك شظايا متكسرة من صخرتي "تينتينا" و "ساتون إنليير"، بالإضافة إلى عروق وعقيدات في صخور أخرى مثل صخرتي "كنور" و "فيرنيكه" . ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} وقد أظهر تحليل باستخدام جهاز DAN الخاص بالمركبة الجوالة وجود مياه جوفية، تصل نسبة محتواها المائي إلى 4%، على عمق يصل إلى 60 سم (2.0 قدم) ، خلال مسار المركبة من موقع برادبري لاندينغ إلى منطقة خليج يلوناييف في تضاريس غلينيلغ . ^{[ 32 ]}  

في عدد سبتمبر 2013 من مجلة ساينس ، وصف باحثون نوعًا مختلفًا من الصخور يُدعى " جيك إم " أو " جيك ماتيجيفيتش (صخرة) ". كانت هذه أول صخرة يتم تحليلها بواسطة مطياف الأشعة السينية لجزيئات ألفا على متن مركبة كيوريوسيتي الجوالة، وهي تختلف عن الصخور النارية المريخية الأخرى المعروفة بكونها قلوية (أكثر من 15% نيفيلين معياري) ومجزأة نسبيًا. تشبه "جيك إم" صخور الموجيريت الأرضية، وهي نوع من الصخور يوجد عادةً في جزر المحيطات والصدوع القارية. قد يعني اكتشاف "جيك إم" أن الصهارة القلوية قد تكون أكثر شيوعًا على المريخ منها على الأرض، وأن كيوريوسيتي قد تصادف صخورًا قلوية أكثر تجزؤًا (مثل الفونوليت والتراكيت ). ^{[ 35 ]}

تم حفر ثقب (1.6  سم أو 0.63  بوصة) في حجر طيني " جون كلاين " .

التحليل الطيفي (SAM) لحجر الطين " كمبرلاند " .

التركيب المعدني الطيني للحجر الطيني .

المركبة الجوالة كيوريوسيتي تفحص الحجر الطيني بالقرب من خليج يلوناييف على سطح المريخ (مايو 2013).

في 9 ديسمبر/كانون الأول 2013، وصف باحثون من وكالة ناسا، في سلسلة من ست مقالات نُشرت في مجلة ساينس ، العديد من الاكتشافات الجديدة التي توصل إليها مسبار كيوريوسيتي . وقد عُثر على مواد عضوية محتملة لا يمكن تفسيرها بالتلوث. ^{[ 36 ] [ 37 ]} وعلى الرغم من أن الكربون العضوي كان على الأرجح من المريخ، إلا أنه يمكن تفسير وجوده بالكامل بالغبار والنيازك التي سقطت على الكوكب. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} ونظرًا لأن معظم الكربون انطلق عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا في حزمة أدوات تحليل العينات على المريخ (SAM) التابعة لمسبار كيوريوسيتي ، فمن المحتمل أنه لم يأتِ من الكربونات الموجودة في العينة. قد يكون الكربون من الكائنات الحية، لكن هذا لم يُثبت بعد. وقد تم الحصول على هذه المادة الحاملة للمواد العضوية عن طريق الحفر على عمق 5 سنتيمترات في موقع يُسمى خليج يلوناييف في صخرة تُسمى " حجر طين شيبد ". وقد سُميت العينات جون كلاين وكامبرلاند . قد تعيش الكائنات الدقيقة على سطح المريخ عن طريق الحصول على الطاقة من الاختلالات الكيميائية بين المعادن في عملية تُسمى التغذية الكيميائية الذاتية، والتي تعني "التهام الصخور". ^{[ 41 ]} ومع ذلك، لا تتضمن هذه العملية سوى كمية ضئيلة جدًا من الكربون، أقل بكثير مما وُجد في خليج يلوناييف. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

باستخدام مطياف الكتلة SAM ، قاس العلماء نظائر الهيليوم والنيون والأرجون التي تنتجها الأشعة الكونية أثناء اختراقها للصخور. وكلما قلّ عدد هذه النظائر التي يعثرون عليها، دلّ ذلك على أن الصخور قد انكشفت حديثًا بالقرب من السطح. وقد كُشِفَ عن صخور قاع البحيرة التي يبلغ عمرها 4 مليارات سنة، والتي حفرتها مركبة كيوريوسيتي ، قبل ما بين 30 و110 ملايين سنة بفعل الرياح التي جرفت طبقة من الصخور العلوية بسمك مترين. ويأمل العلماء الآن في العثور على موقع أحدث بعشرات الملايين من السنين من خلال الحفر بالقرب من نتوء صخري بارز. ^{[ 44 ]}

تم قياس الجرعة الممتصة والجرعة المكافئة من الأشعة الكونية المجرية والجسيمات الشمسية النشطة على سطح المريخ خلال فترة رصد استمرت حوالي 300 يوم أثناء ذروة النشاط الشمسي الحالية. تُعد هذه القياسات ضرورية للبعثات المأهولة إلى سطح المريخ، لتحديد فترات بقاء الكائنات الحية الدقيقة، سواءً كانت موجودة حاليًا أو سابقة، ولتحديد المدة التي يمكن خلالها الحفاظ على المؤشرات الحيوية العضوية المحتملة . تشير تقديرات هذه الدراسة إلى أن حفر بضعة أمتار ضروري للوصول إلى الجزيئات الحيوية المحتملة . ^{[ 45 ]} تبلغ الجرعة الممتصة الفعلية التي قاسها كاشف تقييم الإشعاع (RAD) 76 ملي غراي/سنة على السطح. بناءً على هذه القياسات، في مهمة ذهابًا وإيابًا إلى سطح المريخ، تستغرق 180 يومًا (في كل اتجاه) في الرحلة، و500 يوم على سطح المريخ خلال هذه الدورة الشمسية الحالية، سيتعرض رائد الفضاء لجرعة مكافئة إجمالية للمهمة تبلغ حوالي 1.01 سيفرت . يرتبط التعرض لجرعة 1 سيفرت بزيادة خطر الإصابة بالسرطان المميت بنسبة 5%. يبلغ الحد الأقصى الحالي الذي حددته ناسا لمخاطر زيادة التعرض للأشعة الكونية على رواد الفضاء العاملين في مدار أرضي منخفض 3%. ^{[ 46 ]} ويمكن الحصول على أقصى حماية من الأشعة الكونية المجرية باستخدام حوالي 3 أمتار من تربة المريخ . ^{[ 45 ]}

من المحتمل أن العينات التي تم فحصها كانت طينًا في الأصل، ربما احتضن كائنات حية لملايين أو عشرات الملايين من السنين. تميزت هذه البيئة الرطبة بدرجة حموضة متعادلة ، وملوحة منخفضة ، وحالات أكسدة واختزال متغيرة لكل من الحديد والكبريت . ^{[ 38 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} ربما استخدمت الكائنات الحية هذه الأنواع من الحديد والكبريت. [50] تم قياس الكربون والهيدروجين والأكسجين والكبريت والنيتروجين والفوسفور مباشرةً ^{كعناصر حيوية أساسية} ، وبالاستدلال ، يُفترض وجود الفوسفور أيضًا . [ 41 ^{] [ 43 ] تحتوي عينتا} جون كلاين وكامبرلاند على معادن بازلتية ، وكبريتات الكالسيوم، وأكاسيد/هيدروكسيدات الحديد، وكبريتيدات الحديد، ومواد غير متبلورة، وسميكتيت ثلاثي الأوجه ( نوع من الطين). تتشابه المعادن البازلتية في الحجر الطيني مع تلك الموجودة في الرواسب الريحية المجاورة. مع ذلك، يحتوي الحجر الطيني على كمية أقل بكثير من فورستريت الحديد والماغنيتيت ، لذا يُرجح أن فورستريت الحديد (نوع من الأوليفين ) قد تحول إلى سميكتيت (نوع من الطين) وماغنيتيت . ^{[ 51 ]} يشير عمر أواخر العصر النواخي /أوائل العصر الهسبيري أو أحدث إلى أن تكوين المعادن الطينية على المريخ امتد لما بعد العصر النواخي؛ وبالتالي، استمرت درجة الحموضة المتعادلة في هذا الموقع لفترة أطول مما كان يُعتقد سابقًا. ^{[ 47 ]}

أول استخدام لمجرفة مركبة كيوريوسيتي الجوالة أثناء غربلة حمولة من الرمال في " روكنيست " (7 أكتوبر 2012).

يُغطى جزء كبير من سطح المريخ بطبقة سميكة من الغبار الناعم كبودرة التلك. ويُخفي هذا الغبار الكثيف الصخور الأساسية، مما يجعل تحديد المعادن الأولية باستخدام التحليل الطيفي مستحيلاً من المدار فوق العديد من مناطق الكوكب. ويعود اللون الأحمر/البرتقالي للغبار إلى أكسيد الحديد الثلاثي ( Fe₂O₃ النانوي ₎ ومعدن الجيوثايت _، وهو معدن من أكسيد وهيدروكسيد الحديد الثلاثي . ^{[ 54 ]}

حددت مركبات استكشاف المريخ أن الماغنيتيت هو المعدن المسؤول عن جعل الغبار مغناطيسيًا. ومن المحتمل أيضًا أن يحتوي على بعض التيتانيوم . ^{[ 55 ]}

أدى الغطاء الغباري العالمي ووجود رواسب أخرى حملتها الرياح إلى جعل تركيب التربة متجانساً بشكل ملحوظ على سطح المريخ. ويُظهر تحليل عينات التربة من مركبتي فايكينغ الهابطتين عام 1976 أن التربة تتكون من شظايا صخور بازلتية متفتتة بدقة، وهي غنية جداً بالكبريت والكلور، اللذين يُحتمل أن يكونا ناتجين عن انبعاثات الغازات البركانية. ^{[ 56 ]}

توجد على سطح المريخ معادن ناتجة عن التغيرات الحرارية المائية والتجوية للمعادن البازلتية الأولية. تشمل المعادن الثانوية الهيماتيت ، والسيليكات الصفائحية (معادن الطين)، والجوثيت ، والجاروسيت ، ومعادن كبريتات الحديد ، والسيليكا الأوبالينية ، والجبس . ويتطلب تكوين العديد من هذه المعادن الثانوية وجود الماء السائل (معادن مائية).

تتشكل معادن السيليكا الأوبالينية وكبريتات الحديد في محاليل حمضية (ذات درجة حموضة منخفضة). وقد عُثر على الكبريتات في مواقع متعددة، بما في ذلك بالقرب من جوفينتاي تشاسما ، وإيوس تشاسما ، وميلاس تشاسما ، وكاندور تشاسما ، وجانجيس تشاسما . تحتوي هذه المواقع جميعها على تضاريس نهرية تشير إلى وجود كميات وفيرة من المياه في الماضي. ^{[ 57 ]} اكتشف مسبار سبيريت الكبريتات والجوثيت في تلال كولومبيا. ^{[ 58 ] [ 59 ]}

قد تكون بعض أنواع المعادن المكتشفة قد تشكلت في بيئات ملائمة للحياة (أي، توفر كمية كافية من الماء ودرجة حموضة مناسبة). يتشكل معدن السميكتيت (وهو من السيليكات الصفائحية) في المياه شبه المتعادلة. تُعد السيليكات الصفائحية والكربونات مواد جيدة لحفظ المواد العضوية، لذا قد تحتوي على أدلة على وجود حياة سابقة. ^{[ 60 ] [ 61 ]} تحافظ رواسب الكبريتات على الأحافير الكيميائية والمورفولوجية، وتتشكل أحافير الكائنات الدقيقة في أكاسيد الحديد مثل الهيماتيت. ^{[ 62 ]} يشير وجود السيليكا الأوبالية إلى بيئة حرارية مائية قد تدعم الحياة. كما تُعد السيليكا مادة ممتازة لحفظ أدلة على وجود الميكروبات. ^{[ 63 ]}

تنتشر الرواسب الرسوبية الطبقية على نطاق واسع على سطح المريخ. وتتكون هذه الرواسب على الأرجح من صخور رسوبية ورواسب غير متماسكة أو ضعيفة التصلب. وتوجد رواسب رسوبية سميكة في باطن العديد من الأخاديد في وادي مارينيريس، وداخل فوهات كبيرة في شبه الجزيرة العربية وهضبة ميريدياني (انظر فوهة هنري على سبيل المثال)، وربما تشكل جزءًا كبيرًا من الرواسب في الأراضي المنخفضة الشمالية (مثل تكوين فاستيتاس بوراليس ). هبطت مركبة استكشاف المريخ " أوبورتيونيتي" في منطقة تحتوي على أحجار رملية متقاطعة الطبقات (معظمها رملية ريحية ) (تكوين بيرنز ^{[ 64 ]} ). وتوجد رواسب نهرية دلتاوية في فوهة إيبرسوالدي وأماكن أخرى، وتشير الأدلة الجيولوجية الضوئية إلى أن العديد من الفوهات والمناطق المنخفضة بين الفوهات في المرتفعات الجنوبية تحتوي على رواسب بحيرية من العصر النواخي.

على الرغم من أن احتمال وجود الكربونات على سطح المريخ كان محل اهتمام كبير من قبل علماء الأحياء الفلكية وعلماء الجيوكيمياء على حد سواء، إلا أن الأدلة على وجود كميات كبيرة من رواسب الكربونات على السطح كانت ضئيلة. في صيف عام 2008، كشفت تجارب TEGA وWCL التي أجريت على متن مركبة الهبوط المريخية Phoenix عام 2007 عن وجود ما بين 3-5% وزناً من الكالسيت (CaCO3 ₎ وتربة قلوية. ^{[ 65 ]} وفي عام 2010، حددت تحليلات مركبة استكشاف المريخ Spirit نتوءات صخرية غنية بكربونات المغنيسيوم والحديد (16-34% وزناً) في تلال كولومبيا بفوهة غوسيف. ويُرجح أن كربونات المغنيسيوم والحديد قد ترسبت من محاليل كربوناتية في ظروف حرارية مائية عند درجة حموضة قريبة من التعادل، بالتزامن مع النشاط البركاني خلال العصر النواخي. ^{[ 66 ]}

تم اكتشاف الكربونات (كربونات الكالسيوم أو الحديد) في فوهة على حافة فوهة هيغنز، الواقعة في منطقة إيابيجيا . كشف الاصطدام على الحافة عن مواد كانت قد حُفرت من الاصطدام الذي شكّل فوهة هيغنز. تُشير هذه المعادن إلى أن المريخ كان يتمتع في الماضي بغلاف جوي كثيف من ثاني أكسيد الكربون وغني بالرطوبة، إذ لا تتشكل هذه الكربونات إلا في وجود كميات كبيرة من الماء. وقد تم اكتشافها بواسطة جهاز مطياف التصوير الاستطلاعي المدمج للمريخ (CRISM) على متن مركبة استطلاع المريخ المدارية . في وقت سابق، رصد الجهاز معادن طينية، ووُجدت الكربونات بالقرب منها. يتشكل كلا النوعين من المعادن في بيئات رطبة. يُفترض أن المريخ كان قبل مليارات السنين أكثر دفئًا ورطوبة، حيث تشكلت الكربونات آنذاك من الماء والغلاف الجوي الغني بثاني أكسيد الكربون. لاحقًا، دُفنت رواسب الكربونات، وكشف الاصطدام المزدوج الآن عن هذه المعادن. تمتلك الأرض رواسب كربونات هائلة على شكل حجر جيري . ^{[ 67 ]}

تُظهر الملاحظات على صخور السهول أنها تحتوي على معادن البيروكسين والأوليفين والبلاجيوكلاز والماغنيتيت. ويمكن تصنيف هذه الصخور بطرق مختلفة. فكميات وأنواع المعادن فيها تجعلها بازلتًا بدائيًا، يُسمى أيضًا بازلتًا بيكريتيًا. وتُشبه هذه الصخور صخورًا أرضية قديمة تُسمى الكوماتيت البازلتي . كما تُشبه صخور السهول أيضًا الشيرغوتيت البازلتي ، وهي نيازك قادمة من المريخ. يقارن أحد أنظمة التصنيف كمية العناصر القلوية بكمية السيليكا على رسم بياني؛ وفي هذا النظام، تقع صخور سهول غوسيف بالقرب من نقطة التقاء البازلت والبيكروبازلت والتيفريت. ويُطلق عليها تصنيف إيرفين-باراجر اسم البازلت. ^{[ 31 ]} تعرضت صخور السهل لتغيير طفيف للغاية، ربما بفعل طبقات رقيقة من الماء، نظرًا لكونها أكثر ليونة وتحتوي على عروق من مواد فاتحة اللون قد تكون مركبات بروم، بالإضافة إلى طبقات أو قشور. يُعتقد أن كميات صغيرة من الماء ربما تسربت إلى الشقوق محفزةً عمليات التمعدن. ^{[ 31 ] [ 69 ]} ربما تكونت الطبقات على الصخور عندما دُفنت وتفاعلت مع طبقات رقيقة من الماء والغبار. ومن علامات تغيرها سهولة طحنها مقارنةً بأنواع الصخور المماثلة الموجودة على الأرض.

كانت أول صخرة درسها سبيريت هي صخرة أديرونداك. واتضح أنها نموذجية للصخور الأخرى الموجودة في السهول.

وجد العلماء أنواعًا صخرية متنوعة في تلال كولومبيا، وصنفوها إلى ست فئات مختلفة، هي: أديرونداك، وكلوفيس، وويشستون، وبيس، وواتش تاور، وباكستاي، وإنديبندنس. سُميت هذه الفئات نسبةً إلى صخرة بارزة في كل مجموعة. وتختلف تركيباتها الكيميائية، كما تم قياسها بتقنية APXS، اختلافًا كبيرًا فيما بينها. ^{[ 74 ]} والأهم من ذلك، أن جميع الصخور في تلال كولومبيا تُظهر درجات متفاوتة من التغير بفعل السوائل المائية. ^{[ 75 ]} وهي غنية بعناصر الفوسفور والكبريت والكلور والبروم، وكلها عناصر يمكن أن تنتقل في المحاليل المائية. تحتوي صخور تلال كولومبيا على زجاج بازلتي، بالإضافة إلى كميات متفاوتة من الأوليفين والكبريتات . [ ^{76 ] [ 58 ] يتناسب} وفرة الأوليفين عكسيًا مع كمية الكبريتات. وهذا متوقع تمامًا، لأن الماء يُدمر الأوليفين ولكنه يُساعد على إنتاج الكبريتات.

تُعدّ مجموعة كلوفيس مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأن مطياف موسباور (MB) رصد وجود معدن الغوثيت فيها. ^{[ 59 ]} يتكوّن الغوثيت فقط في وجود الماء، لذا يُعدّ اكتشافه أول دليل مباشر على وجود الماء في صخور تلال كولومبيا في الماضي. إضافةً إلى ذلك، أظهرت أطياف موسباور للصخور والنتوءات الصخرية انخفاضًا ملحوظًا في وجود الأوليفين، على الرغم من أن الصخور ربما كانت تحتوي على كميات كبيرة منه في السابق. ^{[ 77 ]} يُعدّ الأوليفين مؤشرًا على نقص الماء لأنه يتحلل بسهولة في وجوده. وقد وُجد الكبريتات، وهو معدن يحتاج إلى الماء ليتكوّن.

احتوت صخور ويشستون على كمية كبيرة من البلاجيوكلاز، وبعض الأوليفين، والكبريتات اللامائية . وأظهرت صخور بيس وجود الكبريت ودلائل قوية على وجود الماء المرتبط، لذا يُشتبه في احتوائها على كبريتات مائية. وتفتقر صخور فئة واتش تاور إلى الأوليفين، وبالتالي يُحتمل أنها تأثرت بالماء. وأظهرت صخور فئة إندبندنس بعض علامات الطين (ربما مونتموريلونيت، وهو أحد أنواع السميكتايت). ويتطلب تكوّن الطين التعرض للماء لفترة طويلة نسبيًا.

قد يكون نوع من التربة يُسمى باسو روبلز ، من تلال كولومبيا، رواسب تبخرية لاحتوائه على كميات كبيرة من الكبريت والفوسفور والكالسيوم والحديد . [ 78 ] ^{كما وجد إم} بي أن معظم الحديد في تربة باسو روبلز كان في صورته المؤكسدة، Fe ⁺⁺⁺ ، وهو ما يحدث في حال وجود الماء. ^{[ 72 ]}

في منتصف المهمة التي كان من المفترض أن تستغرق ست سنوات (مع أنها كانت ستستغرق 90 يومًا فقط)، عُثر على كميات كبيرة من السيليكا النقية في التربة. ويُحتمل أن تكون السيليكا قد أتت من تفاعل التربة مع الأبخرة الحمضية الناتجة عن النشاط البركاني في وجود الماء، أو من مياه الينابيع الحارة. ^{[ 79 ]}

بعد توقف المركبة الفضائية "سبيريت" عن العمل، درس العلماء بيانات قديمة من مطياف الانبعاث الحراري المصغر ( Mini-TES) ، وأكدوا وجود كميات كبيرة من الصخور الغنية بالكربونات ، مما يعني أن مناطق من الكوكب ربما كانت تحوي الماء في الماضي. وقد اكتُشفت الكربونات في نتوء صخري يُسمى "كومانشي". ^{[ 80 ] [ 81 ]}

باختصار، عثرت مركبة سبيريت على أدلة تشير إلى تجوية طفيفة في سهول غوسيف، لكنها لم تجد أي دليل على وجود بحيرة هناك. مع ذلك، في تلال كولومبيا، وُجدت أدلة واضحة على تجوية مائية متوسطة. شملت هذه الأدلة الكبريتات ومعادن الغوثيت والكربونات التي لا تتشكل إلا في وجود الماء. يُعتقد أن فوهة غوسيف ربما كانت تحوي بحيرة في الماضي البعيد، لكنها غُطيت منذ ذلك الحين بمواد نارية. يحتوي الغبار على عنصر مغناطيسي تم تحديده على أنه مغنيتيت مع بعض التيتانيوم. علاوة على ذلك، فإن طبقة الغبار الرقيقة التي تغطي كل شيء على سطح المريخ متماثلة في جميع أنحاء الكوكب.

أُجري تحليل طيفي باستخدام مطياف موسباور للغبار المتجمع على مغناطيس الالتقاط الخاص بمركبة أوبورتيونيتي . أشارت النتائج إلى أن المكون المغناطيسي للغبار هو التيتانومغنيتيت ، وليس المغنيتيت العادي كما كان يُعتقد سابقًا. كما تم الكشف عن كمية ضئيلة من الأوليفين ، وهو ما فُسِّر على أنه مؤشر على فترة جفاف طويلة على الكوكب. من ناحية أخرى، فإن وجود كمية ضئيلة من الهيماتيت يعني أنه ربما كان هناك ماء سائل لفترة وجيزة في تاريخ الكوكب المبكر. ^{[ 86 ]}

نظراً لأن أداة كشط الصخور (RAT) وجدت أنه من السهل طحن الصخور الأساسية، فمن المعتقد أن الصخور أكثر ليونة بكثير من الصخور الموجودة في فوهة جوسيف.

لم تكن الصخور ظاهرة بوضوح على سطح الأرض حيث هبطت المركبة "أوبورتيونيتي" ، ولكن تم فحص الصخور الأساسية المكشوفة في الفوهات بواسطة مجموعة الأجهزة الموجودة على متن المركبة الجوالة. ^{[ 87 ]} وُجد أن الصخور الأساسية هي صخور رسوبية ذات تركيز عالٍ من الكبريت على شكل كبريتات الكالسيوم والمغنيسيوم . من بين الكبريتات التي قد تكون موجودة في الصخور الأساسية: الكيزيريت ، وكبريتات الصوديوم اللامائية ، والباسانيت ، والهيكساهيدريت ، والإبسوميت ، والجبس . كما قد توجد أملاح أخرى ، مثل الهاليت ، والبيشوفيت ، والأنتركتيسيت ، والبلوديت ، والفانثوفيت ، والجلوبريت . ^{[ 88 ] [ 89 ]}

كانت الصخور التي تحتوي على الكبريتات ذات لون فاتح مقارنةً بالصخور المعزولة والصخور التي فحصتها المركبات الهابطة/الجوالة في مواقع أخرى على سطح المريخ. وكانت أطياف هذه الصخور ذات اللون الفاتح، التي تحتوي على كبريتات مائية، مشابهة للأطياف التي التقطها مطياف الانبعاث الحراري على متن مركبة مارس غلوبال سيرفيور . وقد وُجد الطيف نفسه على مساحة واسعة، لذا يُعتقد أن الماء كان موجودًا في منطقة واسعة، وليس فقط في المنطقة التي استكشفتها مركبة أوبورتيونيتي . ^{[ 90 ]}

وجد مطياف الأشعة السينية لجزيئات ألفا (APXS) مستويات عالية نسبيًا من الفوسفور في الصخور. وقد رصدت مركبات جوالة أخرى مستويات مماثلة في وادي آريس وفوهة غوسيف ، مما دفع إلى افتراض أن غلاف المريخ قد يكون غنيًا بالفوسفور. ^{[ 91 ]} يُحتمل أن تكون المعادن الموجودة في الصخور قد نشأت بفعل التجوية الحمضية للبازلت . ونظرًا لارتباط ذوبان الفوسفور بذوبان اليورانيوم والثوريوم وعناصر الأرض النادرة ، فمن المتوقع أيضًا أن تكون هذه العناصر مُركّزة في الصخور . ^{[ 92 ]}

عندما وصل مسبار أوبورتيونيتي إلى حافة فوهة إنديفور ، عثر سريعًا على عرق أبيض تم تحديده لاحقًا على أنه جبس نقي. ^{[ 93 ] [ 94 ]} وقد تشكل هذا العرق عندما ترسب الجبس المذاب في الماء داخل شق في الصخر. تظهر أدناه صورة لهذا العرق، المسمى بتكوين "هومستيك".

كان نيزك هيت شيلد روك أول نيزك يتم التعرف عليه على كوكب آخر.

درع حراري، مع صخرة الدرع الحراري أعلى منه مباشرةً وإلى اليسار في الخلفية.

أظهر فحص صخور ميريدياني عام ٢٠٠٤ أول دليل قوي في الموقع على وجود مياه في الماضي، وذلك من خلال الكشف عن معدن الجاروسيت الذي لا يتكون إلا في الماء. أثبت هذا الاكتشاف وجود الماء في سهل ميريدياني في الماضي . ^{[ ٩٥ ]} إضافةً إلى ذلك، أظهرت بعض الصخور طبقات رقيقة ذات أشكال لا تتشكل إلا بفعل جريان الماء الخفيف. ^{[ ٩٦ ]} عُثر على أولى هذه الطبقات في صخرة تُسمى "ذا ديلز". يُشير الجيولوجيون إلى أن التطبق المتقاطع يُظهر شكلاً هندسياً يشبه الزخارف ناتجاً عن النقل في تموجات تحت الماء. ^{[ ٨٩ ]} تظهر صورة للتطبق المتقاطع، أو ما يُسمى أيضاً بالطبقات المتقاطعة، على اليسار.

نتجت الثقوب ذات الشكل الصندوقي في بعض الصخور عن تكوّن بلورات كبيرة من الكبريتات، وعندما ذابت هذه البلورات لاحقًا، خلّفت وراءها ثقوبًا تُسمى الفجوات. ^{[ 96 ]} كان تركيز عنصر البروم في الصخور شديد التباين، ربما بسبب ذوبانه العالي. وقد يكون الماء قد ركّزه في بعض الأماكن قبل تبخّره. ومن الآليات الأخرى لتركيز مركبات البروم شديدة الذوبان ترسب الصقيع ليلًا، والذي يُشكّل طبقات رقيقة جدًا من الماء تُركّز البروم في بقع مُحدّدة. ^{[ 82 ]}

عُثر على صخرة تُدعى "صخرة الارتداد" على سهول رملية، وتبين أنها من مخلفات فوهة نيزكية. يختلف تركيبها الكيميائي عن الصخور الأساسية، إذ تحتوي في معظمها على البيروكسين والبلاجيوكلاز، ولا تحتوي على الأوليفين، ما يجعلها تُشبه إلى حد كبير جزءًا من نيزك شيرغوتيت EETA 79001، وهو نيزك معروف بأنه قادم من المريخ، ويُعرف باسم "التركيب الصخري ب". وقد سُميت صخرة الارتداد بهذا الاسم لقربها من أثر ارتداد وسادة هوائية. ^{[ 83 ]}

عثرت مركبة أوبورتيونيتي الجوالة على نيازك ملقاة على السهول. أُطلق على أول نيزك تم تحليله بأجهزة أوبورتيونيتي اسم "صخرة الدرع الحراري"، نظرًا لوجوده بالقرب من موقع هبوط الدرع الحراري للمركبة . وقد قاد الفحص باستخدام مطياف الانبعاث الحراري المصغر ( Mini-TES ) ومطياف موسباور ومطياف الأشعة السينية الكهروضوئية (APXS) الباحثين إلى تصنيفه كنيزك من نوع IAB . وقد حدد مطياف APXS أنه يتكون من 93% حديد و7% نيكل . ويُعتقد أن الحجرة الصخرية المسماة "فيج تري باربرتون" هي نيزك حجري أو نيزك حجري حديدي (سيليكات ميزوسيدريت)، ^{[ 97 ]} بينما يُحتمل أن يكون كل من "ألان هيلز" و"تشونغ شان" نيازك حديدية.

دفعت الملاحظات في الموقع العلماء إلى الاعتقاد بأن المنطقة غمرتها المياه عدة مرات، وتعرضت للتبخر والجفاف. ^{[ 83 ]} وخلال هذه العملية، ترسبت الكبريتات. وبعد أن تماسكَت الكبريتات مع الرواسب، نمت عقيدات الهيماتيت بفعل ترسبات المياه الجوفية. وتشكلت بعض الكبريتات على هيئة بلورات كبيرة ذابت لاحقًا تاركةً تجاويف. وتشير عدة أدلة إلى مناخ جاف خلال المليار سنة الماضية تقريبًا، ولكن مناخًا كان يدعم وجود الماء، ولو لفترة وجيزة، في الماضي البعيد. ^{[ 98 ]}

في 27 سبتمبر 2012، أعلن علماء ناسا أن مركبة كيوريوسيتي الجوالة عثرت على أدلة تشير إلى وجود مجرى مائي قديم، مما يوحي بوجود "تدفق قوي" للمياه على سطح المريخ. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

أدلة على وجود الماء على سطح المريخ ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

وادي السلام والمروحة الطميية المرتبطة به بالقرب من شكل الهبوط البيضاوي لمركبة كيوريوسيتي وموقع الهبوط (المشار إليه بعلامة +).

نتوء صخري " هوتاه " على سطح المريخ - مجرى نهر قديم رصده مسبار كيوريوسيتي (14 سبتمبر 2012) ( صورة مقربة ) ( نسخة ثلاثية الأبعاد ).

نتوء صخري " لينك " على سطح المريخ - مقارنة بتكتل نهري أرضي - يشير إلى تدفق المياه "بقوة" في مجرى مائي .

مركبة كيوريوسيتي الجوالة في طريقها إلى جلينيلج (26 سبتمبر 2012).

في 3 ديسمبر 2012، أفادت وكالة ناسا بأن مركبة كيوريوسيتي أجرت أول تحليل شامل للتربة ، كاشفةً عن وجود جزيئات الماء والكبريت والكلور في تربة المريخ . ^{[ 52 ] [ 53 ]} وفي 9 ديسمبر 2013، أفادت ناسا ، استنادًا إلى أدلة من مركبة كيوريوسيتي الجوالة التي درست منطقة إيوليس بالوس ، أن فوهة غيل احتوت على بحيرة مياه عذبة قديمة ربما كانت بيئةً ملائمةً للحياة الميكروبية . ^{[ 99 ] [ 100 ]}

في مارس 2013، أفادت وكالة ناسا أن مركبة كيوريوسيتي عثرت على أدلة تُشير إلى أن الظروف الجيوكيميائية في فوهة غيل كانت مُلائمة في السابق للحياة الميكروبية ، وذلك بعد تحليل أول عينة محفورة من صخور المريخ ، وهي صخرة "جون كلاين" في خليج يلوناييف في فوهة غيل . وقد رصدت المركبة وجود الماء ، وثاني أكسيد الكربون ، والأكسجين ، وثاني أكسيد الكبريت، وكبريتيد الهيدروجين . ^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]} كما تم رصد وجود كلوروميثان وثنائي كلوروميثان . وأظهرت اختبارات أخرى نتائج تتوافق مع وجود معادن طينية من نوع سميكتايت . ^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]}

مركبة كيوريوسيتي الجوالة – ​​التحليل الكيميائي(عينة محفورة من صخرة "جون كلاين" ، خليج يلوناييف ، 27 فبراير 2013) ^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]}

تحليل العينات على المريخ (SAM)

مطياف الكتلة بالكروماتوغرافيا الغازية (GCMS)

جهاز الكيمياء والمعادن (CheMin)

في 16 ديسمبر 2014، أفادت وكالة ناسا أن مركبة كيوريوسيتي الجوالة رصدت ارتفاعًا حادًا، يُرجح أنه محدود النطاق، في كمية غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ . وأظهرت قياسات عينات أُجريت "اثنتي عشرة مرة على مدار 20 شهرًا" زيادات في أواخر عام 2013 وأوائل عام 2014، بمتوسط ​​"7 أجزاء من الميثان لكل مليار في الغلاف الجوي". قبل ذلك وبعده، بلغ متوسط ​​القراءات حوالي عُشر هذا المستوى. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

قياسات الميثان في الغلاف الجوي للمريخ بواسطة مركبة كيوريوسيتي الجوالة (أغسطس 2012 إلى سبتمبر 2014).

الميثان (CH4 ₎ على المريخ - المصادر والمصارف المحتملة.

بالإضافة إلى ذلك، تم الكشف عن مستويات عالية من المواد الكيميائية العضوية ، وخاصة الكلوروبنزين ، في مسحوق تم استخراجه من إحدى الصخور المسماة " كمبرلاند "، والتي حللها مسبار كيوريوسيتي . ^{[ 20 ] [ 21 ]}

مقارنة المواد العضوية في صخور المريخ - كانت مستويات الكلوروبنزين أعلى بكثير في عينة الصخور " كمبرلاند ".

الكشف عن المواد العضوية في عينة الصخور " كمبرلاند ".

التحليل الطيفي (SAM) لصخرة "كمبرلاند" .

في عام 2024، اكتشف المسبار كيوريوسيتي صخرة تحتوي على كميات وفيرة من الكبريت العنصري. ^{[ 106 ]}