Коли ровер NASA Perseverance використав свій лазер для дослідження блідо-сірих каменів у кратері Єзеро в 2025 році, вчені не очікували нічого незвичайного.

Але вони не знали, що їх чекає.

Камені містили щось, що ніколи раніше не знаходили на Марсі – мінерал, який на Землі може бути справжнім скарбом.

Цей мінерал – корунд, кристалічна форма, з якої утворюються рубіни та сапфіри. І навіть виявили сліди хрому, який надає рубінам їх характерний червонувато-рожевий відтінок.

«Дуже несподівано», – написала команда на чолі з геохіміком Енн Олліла з Лос-Аламоської національної лабораторії, «аналіз TRL SuperCam трьох каменів, багатих плагіоклазом, на краю кратера виявив чіткі ознаки корунду, що містить хром».

Тепер дослідники опублікували свій повний аналіз у Geophysical Research Letters – і провели лабораторні порівняння, які виявили вражаючі подібності між сигналом з Марса та дорогоцінними каменями на Землі.

Це перший випадок виявлення корунду в марсіанських умовах, і це відкриття вражає не лише через цінність мінералів, а й через те, що умови, в яких вони зазвичай формуються, важко пояснити на Марсі.

«Його формування зазвичай вимагає складів, багатих алюмінієм і бідних кремнієм, і зазвичай відбувається при високих температурах або в асоціації з тектонічними процесами», – пишуть Олліла та її колеги у своїй статті.

«Отже, його виявлення в марсіанських каменях є несподіваним».

Марс не позбавлений тепла, або, принаймні, не був у минулому. Його поверхня пронизана вулканічними формами, а кратер Єзеро містить багато магматичного матеріалу.

Проблема тут полягає в хімії.

Корунд – це кристалічна форма оксиду алюмінію, і його формування зазвичай вимагає великої кількості алюмінію і мало кремнію, оскільки, якщо навколо є силікатні мінерали, вони заберуть весь алюміній для утворення алюміній-силікатних порід, таких як плагіоклаз.

Ви, напевно, вже помітили корундову загадку. Усі три виявлення корунду, зроблені Perseverance, були в шматках каменю, домінованих плагіоклазом. Це дійсно складна ситуація, оскільки камені були знайдені в різних місцях уздовж краю кратера.

Це не означає, що плагіоклаз і корунд не можуть співіснувати. Проблема в тому, що умови для їх співіснування важко досягти на Марсі.

Три камені – названі Гампден Рівер, Кави Кофе і Смітс Гавр – були блідо-плагіоклазовими шматками, і всі три були відомі як «плаваючі камені». Це шматки каменю, які лежать на землі і більше не прикріплені до материнської породи, з якої вони утворилися, що означає, що вони могли бути перенесені з іншого місця.

Плаваючі камені є цікавими об'єктами для дослідження, оскільки вони можуть розповісти нам про ширшу геологію Марса, не змушуючи ровер подорожувати в іншу область.

Один за одним – у березні, квітні та липні 2025 року – Perseverance досліджував кожен камінь, використовуючи спектроскопію з часозалежною люмінесценцією (TRL). Вона використовує лазер для збудження атомів у мінералах, а потім вимірює характерне світло, яке вони випромінюють, коли повертаються до свого нормального стану.

Коли Perseverance провів цей аналіз на всіх трьох зразках плагіоклазу, отримані спектри повернули характерний сигнал корунду, що містить хром.

Отже, на жаль, не було блискучих рубінів, розкиданих по поверхні Марса, якби недбалий дракон розсипав свій скарб – але спектральні докази маленьких частинок корунду, що містять хром, захоплених у трьох окремих шматках плагіоклазу.

Проте, коли дослідники порівняли ці спектри з відповідними спектрами рубінів, сапфірів і діаспору на Землі, ситуація стала цікавою.

Усі три марсіанські камені мали два помітні піки люмінесценції на довжинах хвиль 692,7 і 694,1 нанометрів – характерні піки, які виникають у корунді, коли атоми хрому замінюють деякі атоми алюмінію, як це відбувається в рубіні.

І в Смітс Гавр – єдиному зразку, для якого це було виміряно – світіння тривало близько 3 мілісекунд, що цілком відповідає діапазону, виміряного для земного корунду.

Отже, чи є рубіни на Марсі? Можливо. Але більш цікаве питання: як Марс створює щось, що поводиться як рубіни?

І відповідь може бути перед нашими очима: сам кратер Єзеро.

Є кілька способів, якими корунд міг утворитися, включаючи через магму або взаємодію між камінням і гарячими рідинами. Але Олліла та її колеги віддають перевагу іншій можливості – колосальному удару, який вирізав кратер Єзеро з марсіанської поверхні мільярди років тому.

Великі удари піддають камені величезному теплу і тиску, створюючи умови, подібні до тих, що створюють метаморфічні мінерали глибоко в земній корі. Корунд навіть був знайдений у каменях, змінених ударами на Землі та Місяці.

Докази є непрямими, але переконливими.

Корунд на Марсі зустрічається в маленьких частинках; камені були знайдені на краю кратера Єзеро; і вони були близько до каменів, які інтерпретуються як ударні брекчії – шматки каменю, утворені в результаті удару.

Дослідники навіть вважають, що рідини, що взаємодіють з камінням, могли допомогти створити хімічний склад, багатий алюмінієм і бідний кремнієм, що сприяло формуванню корунду; також є докази минулої гідротермальної активності в Єзеро.

Інші пояснення не можна виключити, і ми можемо зробити лише стільки з Землі, коли мінерали знаходяться на пів Сонячної системи.

Знайти вихід, з якого походять плаваючі камені, було б корисно. Ще краще – отримати шматок його назад на Землю.

Це сильний аргумент на користь відновлення місії повернення зразків з Марса, яка забулася.

«Якщо б було отримано зразок з цього виходу і повернуто на Землю», – пишуть вони, «можна було б провести набагато більше аналізів, щоб остаточно визначити, як утворився цей корунд, що забезпечить більш повне розуміння марсіанської історії».

Висновки були детально описані в Geophysical Research Letters.