Химия лунного грунта

Среди ряда экспериментов, проводимых этими аппаратами (включавших в себя также и эксперимент по обнаружению органической жизни на Марсе, не давший пока, к сожалению, однозначно интерпретируемых результатов), был и эксперимент по определению химического состава поверхностного слоя грунта Марса методом рентгеновского флуоресцентного анализа. Прибор для проведения этого эксперимента являлся дальнейшим развитием рентгеновской спектрометрической аппаратуры, предназначенной для космических экспериментов.

Марсианский грунт с помощью лопатки миниатюрного экскаватора насыпался в специальную камеру (рис. 13) объемом немногим более 4 см³. Два помещенных рядом радиоактивных источника облучали грунт через окна камеры; через эти же окна проходило ответное флуоресцентное излучение грунта, которое регистрировалось четырьмя детекторами. Для определения вклада элементов, имеющих близкую по значению энергию излучения, применялись фильтры (как и в экспериментах, описанных выше).

Рис. 13. Схема проведения эксперимента по исследованию химического состава поверхности Марса с помощью аппаратов «Викинг»: 1 — камера, в которую засыпался образец грунта; 2 — образец грунта; 3 — пропорциональный счетчик; 4 — радиоактивный источник (кадмий-109); 5 — коллиматор источника и защитный экран; 6 — тонкое пленочное окно в камере, через которое велся анализ

Был произведен анализ нескольких образцов грунта, взятых в разных точках вблизи посадочных блоков станций (пробы грунта могли быть взяты с глубины до 6 см от поверхности). Этот анализ позволил определить содержание в поверхностном слое Марса основных породообразующих элементов — магния, алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция, титана, железа, — а также оценить концентрацию таких элементов, как, например, рубидий, стронций, иттрий и цирконий.

Полученные результаты оказались весьма любопытными. Сравнение с химическим составом земных и лунных пород показало, что спектр марсианского грунта (рис. 14) не совпадает ни с одним из спектров, полученных в наземных экспериментах. Так, например, марсианский грунт содержит мало алюминия, калия и титана, но зато сравнительно богат железом и очень богат серой (см. табл. 4).

Рис. 14. Спектр флуоресцентного излучения поверхности Марса в месте посадки спускаемого аппарата «Викинга-1». Для сравнения приведен (сплошной линией) наиболее близкий по характеру спектр, полученный при наземных испытаниях. Бросается в глаза значительное содержание серы в марсианском грунте

Таблица 4

Насколько полученные результаты отражают общую картину содержания элементов в поверхностном слое Марса, сказать пока трудно, поскольку анализ производился лишь в двух точках поверхности планеты. Однако первое, что бросается в глаза при сравнении химического состава обоих районов посадки спускаемых аппаратов «Викингов», это то, что состав всех исследуемых образцов грунта оказался практически одинаковым, хотя грунт для анализа брался в весьма удаленных друг от друга точках, с разной глубины и в виде зерен разного размера.

Сравнительно высокое содержание железа на Марсе подтверждает существующее мнение, что красный цвет поверхности этой планеты обязан своим происхождением наличию там окислов железа. Не исключено, что они могут покрывать снаружи зерна других минералов, но это покрытие должно быть тонким или прерывистым.

Все рекорды побила сера: ее содержание в грунте Марса оказалось на один-два порядка больше, чем в земных и лунных породах. Причина такой аномалии пока непонятна, как неясно, например, и то, в виде каких соединений может входить сера в минералы, слагающие поверхность Марса.

Характерным является и низкое содержание калия в марсианском грунте. Оно, по крайней мере, в 5–8 раз меньше, чем в земной коре. Отношение концентраций кальция к калию, составляющее величину порядка 10 (а, возможно, и выше), указывает на то, что поверхность Марса слагают не граниты (как это характерно для Земли).

В поверхностном слое Марса обнаружены стронций, иттрий и цирконий (около 0,01 % для каждого элемента). Их количества оказалось меньше, чем в земных вулканических породах.