30 июля 2015 года марсоход НАСА Curiosity обнаружил минерал в скале в центре кратера Гейла шириной 154 км. Марсоход просверлил небольшое отверстие в скале и извлек образец серебристой пыли. Бортовая рентгеновская дифракционная лаборатория Curiosity проанализировала пыль и обнаружила тридимит — редкий тип кварца, полностью состоящий из диоксида кремния или кремнезема, который образуется в результате определенных типов вулканической активности.

Необычная находка оказалась совершенно неожиданной. «Обнаружение тридимита в кратере Гейла — одно из самых удивительных наблюдений, сделанных марсоходом Curiosity за 10 лет исследования Марса», — заявил соавтор исследования Кирстен Зибах, планетолог из Университета Райса в Хьюстоне и специалист миссии НАСА.

Открытие тридимита ошеломило исследователей по двум основным причинам. Во-первых, вулканическая активность Марса ранее считалась непригодной для производства минералов, богатых кремнеземом, таких как тридимит. Во-вторых, ученые считают, что кратер Гейла когда-то был древним озером, и рядом с ним нет видимых вулканов, что заставило ученых почесать затылок, пытаясь выяснить, как минерал оказался на дне озера, сказал Пайре.

В новом исследовании исследователи придумали объяснение, которое может окончательно разгадать тайну. Исследователи подозревают, что взрывное извержение неизвестного вулкана выбросило в марсианское небо пепел, богатый тридимитом, который затем упал в древнее озеро в кратере Гейла.

Когда пепел падал в воду, он распадался на отдельные части в результате сочетания физических и химических процессов. Исследователи считают, что именно поэтому образец тридимита такой чистый и не загрязнен пеплом. «Если бы пепел был отложен непосредственно в том месте, где мы его нашли, то скорее всего он должен был залегать в виде толстых слоев», — отметил Пайре.

Подобный сценарий наблюдался на Земле только в одном месте — на озере Текокомулько в Мексике, где в вулканических породах, поднятых со дна озера, был обнаружен тридимит.

Если пепел, богатый тридимитом, попал в кратер Гейла, когда он еще был озером, то извержение, вероятно, произошло между 3 и 3,5 миллиардами лет назад, когда исследователи подозревают, что кратер был полон воды. «Взрывное извержение должно было произойти в этот период времени», — сказал Пайре. Однако недавние исследования показали, что, согласно заявлению исследователей, кратер Гейла все еще был озером еще 1 миллиард лет назад.

Исследователи до сих пор не уверены, где на Красной планете находится вулкан, породивший образец тридимита. По словам Пайре, это могло быть связано с небольшим извержением поблизости или с мощным взрывом намного дальше. Она добавила, что трудно определить местонахождение бывших вулканов на Марсе, потому что трудно отличить ударные кратеры от вулканических кальдер, которые подвергались эрозии в течение миллиардов лет.

Исследователям также пришлось объяснить, как тридимит образовался на Марсе, где условия, как считается, сильно отличаются от земных.

По словам Пайре, обычно тридимит образуется в чрезвычайно высокотемпературных и богатых кремнеземом вулканических средах, которые распространены на Земле. Однако предыдущие данные с Марса предполагают, что извержения вулканов на Красной планете были базальтовыми, а это означает, что в них было значительно снижено содержание кремнезема. Это связано с тем, что на Марсе нет тектонических плит, которые являются основным источником извержений Земли, богатых кремнеземом, добавил Пайре.

Дальнейший анализ тридимита, найденного на Марсе, показал, что он немного отличается от тридимита, образующегося в вулканах на Земле. Это говорит о том, что марсианская версия была сформирована в несколько иных условиях.

Исследователи предполагают, что тридимит, найденный в кратере Гейла, формировался в течение длительного периода внутри магматического очага под неизвестным вулканом. Температура внутри камеры, вероятно, была бы немного ниже, чем условия в вулканах, образующих тридимит на Земле, но команда считает, что это могло позволить минералу медленно формироваться по мере появления дополнительного кремнезема, согласно исследованию.