Применимость вулканов Мутновский и Горелый, Камчатка, к задачам сравнительной планетологии при исследованиях Марса

Многолетние исследования поверхности Марса, в том числе ее морфологии, минералогического и петрографического состава, с помощью орбитальных и in situ измерений, показали, что поверхность Марса несет на себе многочисленные свидетельства вулканической активности в прошлом (Ноакийский, Амазонийский периоды). Кроме того, на Марсе были обнаружены многочисленные признаки гидротермальных процессов, которые могли быть вызваны, однако, не только эндогенными (магматическими), но и экзогенными (метеоритные удары) факторами.
Активные вулканы на Земле – это природные лаборатории, в которых многие вулканические и гидротермальные процессы, а также их продукты могут быть непосредственно изучены. Стоит отметить, что непосредственное исследование гидротермальных процессов и их продуктов, в том числе продуктов гидротермальных изменений различных пород представляет отдельный интерес не только для геологических планетных исследований, но и для задач астробиологии. В качестве одного из полигонов для последующих сравнительных исследований таких процессов для Марса и Земли, продуктов этих процессов, а также для решения вышеупомянутых задач в ходе данной работы были рассмотрены вулканы Мутновский и Горелый на п-ве Камчатка, расположенные примерно в 75 км к югу от г. Петропавловск-Камчатский. Несмотря на то, что вулканизм на Камчатке обусловлен субдукцией, а на Марсе существование тектонических плит отрицается, с определенной долей приближения данный район может быть применим к сравнительным исследованиям вулканических и гидротермальных процессов на Марсе и продуктов этих процессов. Продукты извержений прошлых лет, в том числе, претерпевшие изменение в кислотной гидротермальной среде (в том числе при некотором приближении – при исследовании продуктов импактного метаморфизма) и в ходе процессов выветривания и эрозии, могут быть использованы для подготовки приборов предстоящих марсианских научных миссий и отработки алгоритмов интерпретации спектральных измерений. Отдельный интерес представляют происходящие в районе непосредственно в данный момент газо-гидротермальные процессы (активные фумаролы, горячие источники, грязевые котлы).
В ходе данной работы в рассматриваемом районе был отобран ряд образцов – продуктов вулканических извержений, в том числе подвергшихся различного рода изменениям (эррозия, выветривание, гидротермальное изменение). Было составлено их полное описание, проведен минералогический анализ методом рентгеновской дифракции, элементный анализ методом XRF. С помощью лабораторного ИК-спектрометра были измерены спектральные к-ты отражения для измельченных образцов в диапазоне 1-3.5 мкм. Кроме того, спектры этих же образцов измерялись ИК спектрометрами, создающимися в ИКИ РАН для исследования поверхности (видеоспектрометр на основе акустооптического перестраиваемого фильтра (АОПФ), LIS/Luna Glob, ISEM/ExoMars). Результаты измерений были сопоставлены с библиотечными спектрами минералов и синтетическими спектрами смесей минералов, подобранных на основе результатов минералогического анализа. Также были рассмотрены спутниковые данные по исследуемому району (Landsat, Hyperion/EO-1). Из данных картирующего спектрометра Hyperion были выделены усредненные спектры коэффициента отражения подстилающей поверхности, соответствующие точкам отбора исследуемых в работе образцов; выделенные спектры сопоставлялись с лабораторными спектрами отобранных образцов; при обработке проводилась коррекция спутниковых спектров на атмосферное поглощение.
Работа выполняется при поддержке гранта РНФ №16-12-10453 (Евдокимова Н.А., Беляев Д.А.)