NASAŁazik Perseverance zebrał próbki skał Mars może to zmienić nasze rozumienie historii wody na planecie i potencjalnie ujawnić przeszłe życie.
Próbki te, pobrane w ciągu pięciu miesięcy 2022 r. z krateru Jezero, są kluczowe, ponieważ zostały przetransportowane i zdeponowane przez wodę, prawdopodobnie zachowując dowody przeszłego życia drobnoustrojów. Jednakże na Ziemi musi nastąpić szczegółowa analiza, która będzie wymagała przyszłej misji, aby je odzyskać.
W ciągu prawie pięciu miesięcy 2022 roku należący do NASA łazik Perseverance zebrał próbki skał z Marsa, które mogłyby napisać na nowo historię wody na Czerwonej Planecie. Mogą nawet zawierać dowody przeszłego życia na Marsie.
Jednak zawartych w nich informacji nie da się wydobyć bez bardziej szczegółowej analizy na Ziemi, co wymaga nowej misji na planetę w celu odzyskania próbek i sprowadzenia ich z powrotem. Naukowcy mają nadzieję, że próbki znajdą się na Ziemi do 2033 r., chociaż misja NASA polegająca na pobraniu próbek może się opóźnić.
Znaczenie próbek skał osadowych
„Te próbki są powodem wysłania naszej misji” – powiedział współautor artykułu David Shuster, profesor nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Uniwersytet Kalifornijski w Berkeleyi członek zespołu naukowego NASA zajmującego się pobieraniem próbek. „To jest dokładnie to, czego wszyscy oczekiwali. I udało nam się to osiągnąć. To jest to, czego szukaliśmy.”
Krytyczne znaczenie tych skał, pobranych z osadów rzecznych w wyschniętym jeziorze, które niegdyś wypełniało krater zwany Jezero, zostało szczegółowo opisane w badaniu, które zostanie opublikowane dzisiaj (14 sierpnia) w czasopiśmie Postępy AGUczasopismo Amerykańskiej Unii Geofizycznej.
„To pierwsze i jedyne skały osadowe zbadane i zebrane z planety innej niż Ziemia” – powiedział współautor artykułu David Shuster, profesor nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley oraz członek zespołu NASA zespół naukowy do pobierania próbek. „Skały osadowe są ważne, ponieważ zostały przeniesione przez wodę, osadzone w stojącym zbiorniku wodnym, a następnie zmodyfikowane przez chemię, która w pewnym momencie w przeszłości obejmowała wodę w stanie ciekłym na powierzchni Marsa. Jedynym powodem, dla którego przyjechaliśmy do Jezero, było zbadanie tego rodzaju skał. Są to absolutnie fantastyczne próbki służące realizacji nadrzędnych celów misji”.
Potencjał przeszłego życia na Marsie
Shuster jest współautorem artykułu wraz z pierwszą autorką Tanją Bosak, geobiologiem z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Cambridge.
„Te rdzenie skalne to prawdopodobnie najstarsze materiały pobrane ze wszystkich znanych środowisk, w których mogło istnieć życie” – powiedział Bosak. „Kiedy sprowadzimy je z powrotem na Ziemię, mogą nam wiele powiedzieć o tym, kiedy, dlaczego i jak długo na Marsie znajdowała się woda w stanie ciekłym oraz czy na tej planecie mogła mieć miejsce ewolucja organiczna, prebiotyczna, a potencjalnie nawet biologiczna”.
Znaczenie osadów drobnoziarnistych
Co istotne, niektóre próbki zawierają bardzo drobnoziarniste osady, które najprawdopodobniej są rodzajem skał, w których zachowały się dowody na istnienie życia drobnoustrojów na Marsie w przeszłości – jeśli kiedykolwiek istniało lub istnieje życie na planecie.
„Woda w stanie ciekłym jest w tym wszystkim kluczowym elementem, ponieważ, w naszym rozumieniu, jest kluczowym składnikiem aktywności biologicznej” – powiedział Shuster, geochemik. „Drobnoziarniste skały osadowe na Ziemi to te, które najprawdopodobniej zachowają ślady dawnej aktywności biologicznej, w tym cząsteczki organiczne. Dlatego te próbki są tak ważne.”
Najnowsze odkrycia z wodospadów Cheyava
25 lipca NASA ogłosiła, że firma Perseverance zebrała nowe próbki skał z wychodni o nazwie Cheyava Falls, które mogą również zawierać ślady przeszłego życia na Marsie. Instrumenty naukowe łazika wykryły ślady cząsteczek organicznych, a inkluzje w skałach przypominające „cętki lamparta” przypominają cechy, które na Ziemi często kojarzone są ze skamieniałymi organizmami żywymi.
W oświadczeniu Ken Farley, naukowiec zajmujący się projektem Perseverance w Caltech, powiedział: „Z naukowego punktu widzenia program Perseverance nie ma nic więcej do zaoferowania. Aby w pełni zrozumieć, co naprawdę wydarzyło się w marsjańskiej dolinie rzeki w kraterze Jezero miliardy lat temu, chcielibyśmy sprowadzić próbkę z wodospadu Cheyava z powrotem na Ziemię, aby można było ją zbadać za pomocą potężnych instrumentów dostępnych w laboratoriach”.
Pytania bez odpowiedzi dotyczące związków organicznych
Shuster zauważył, że Jezero i wachlarz osadów pozostawionych przez rzekę, która kiedyś do niego wpływała, powstały prawdopodobnie 3,5 miliarda lat temu. Ta obfita woda już nie istnieje, jest uwięziona pod ziemią lub wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Ale Mars był mokry w czasie, gdy życie na Ziemi – w postaci drobnoustrojów – było już wszędzie.
„Życie działo się na Ziemi w tym momencie, 3,5 miliarda lat temu” – powiedział. „Podstawowe pytanie brzmi: czy w tamtym czasie życie również robiło swoje na Marsie?”
„Gdziekolwiek na Ziemi w ciągu ostatnich 3,5 miliarda lat, jeśli przedstawisz mi scenariusz rzeki wpływającej do krateru i transportującej materiały do stojącego zbiornika wodnego, biologia zadomowiłaby się tam i pozostawiła swój ślad w taki czy inny sposób, – powiedział Shuster. „W szczególności w przypadku drobnoziarnistego osadu mielibyśmy bardzo duże szanse na zarejestrowanie tej biologii w obserwacjach laboratoryjnych, które możemy przeprowadzić na tym materiale na Ziemi”.
Shuster i Bosak przyznają, że sprzęt do analizy substancji organicznych znajdujący się na pokładzie łazika nie wykrył cząsteczek organicznych w czterech próbkach pobranych z wentylatora osadowego. Cząsteczki organiczne są wykorzystywane i produkowane przez znane nam formy życia na Ziemi, chociaż ich obecność nie jest jednoznacznym dowodem na istnienie życia.
„W tych kluczowych próbkach nie zaobserwowaliśmy wyraźnie związków organicznych” – powiedział Shuster. „Ale to, że instrument nie wykrył związków organicznych, nie oznacza, że nie ma ich w tych próbkach. Oznacza to po prostu, że w tych konkretnych skałach nie występowały w stężeniu wykrywalnym przez instrumenty łazika”.
Kamienie milowe w zbieraniu próbek przez Perseverance
Do tej pory zespół Perseverance zebrał łącznie 25 próbek, w tym duplikaty i próbki atmosferyczne, a także trzy „rurki świadków”, które wychwytują możliwe zanieczyszczenia wokół łazika. Osiem podwójnych próbek skał oraz próbka atmosferyczna i rura świadka zostały zdeponowane w tak zwanym schowku Three Forks na powierzchni Jezero jako kopia zapasowa na wypadek problemów z łazikiem i niemożności odzyskania próbek na pokładzie. Pozostałych 15 próbek – w tym próbka z wodospadu Cheyava pobrana 21 lipca – pozostaje na pokładzie łazika w oczekiwaniu na wydobycie.
Analiza starożytnych osadów rzecznych Marsa
Shuster był częścią zespołu, który przeanalizował pierwsze osiem zebranych próbek skał, po dwie z każdego miejsca na dnie krateru, z których wszystkie były skałami magmowymi prawdopodobnie powstałymi w wyniku uderzenia meteorytu w powierzchnię i wydobycia krateru. Wyniki te przedstawiono w artykule z 2023 r. na podstawie analiz przeprowadzonych przez instrumenty znajdujące się na pokładzie Perseverance.
Nowy artykuł stanowi analizę siedmiu kolejnych próbek, z których trzy są duplikatami, przechowywanych obecnie na powierzchni Marsa, zebranych między 7 lipca a 29 listopada 2022 r. z przodu zachodniego wachlarza osadowego w Jezero. Bosak, Shuster i ich współpracownicy odkryli, że skały składają się głównie z piaskowca i mułowca, a wszystko to powstało w wyniku procesów rzecznych.
Odblokowanie historii wody na Marsie
„Perseverance natrafił na wodniście osadzone skały osadowe z przodu, na górze i na krawędzi zachodniego wachlarza Jezero i zebrał zestaw próbek składający się z ośmiu piaskowców węglanowych, mułowca bogatego w siarczany, piaskowca bogatego w siarczany, konglomeratu piaskowo-kamienistego – powiedział Bosak. „Skały zebrane z przodu wentylatora są najstarsze, podczas gdy skały zebrane w górnej części wachlarza są prawdopodobnie najmłodszymi skałami powstałymi podczas aktywności wodnej i osadzania się osadów w zachodnim wachlarzu”.
Chociaż Bosaka najbardziej interesują możliwe biosygnatury w drobnoziarnistych osadach, gruboziarniste osady zawierają również kluczowe informacje o wodzie na Marsie, powiedział Shuster. Chociaż jest mniej prawdopodobne, że zachowają materię organiczną lub potencjalne materiały biologiczne, zawierają materiały węglanowe i szczątki zmywane z góry przez nieistniejącą już rzekę. Mogą zatem pomóc w ustaleniu, kiedy woda faktycznie płynęła na Marsie, co było głównym przedmiotem badań Shustera.
„Dzięki analizie laboratoryjnej tych minerałów detrytycznych moglibyśmy wyciągnąć ilościowe wnioski na temat czasu osadzania się osadów i składu chemicznego tej wody. Jakie było pH (kwasowość) tej wody, gdy wytrąciły się fazy wtórne? W którym momencie miała miejsce ta przemiana chemiczna?” powiedział. „Mamy teraz w zestawie próbek tę kombinację próbek, która umożliwi nam zrozumienie warunków środowiskowych, gdy woda w stanie ciekłym wpływała do krateru. Kiedy ta płynna woda wpływała do krateru? Czy to było sporadyczne?”
Przyszłe misje i analiza laboratoryjna
Odpowiedzi na te pytania opierają się na analizach zwróconych materiałów w laboratoriach naziemnych w celu odkrycia zarejestrowanych przez nie informacji organicznych, izotopowych, chemicznych, morfologicznych, geochronologicznych i paleomagnetycznych – podkreślili naukowcy.
„Jednym z najważniejszych celów planetologii jest sprowadzenie tych próbek z powrotem” – powiedział Shuster.
Odniesienie: „Astrobiologiczny potencjał skał uzyskany przez łazik Perseverance na froncie wachlarza osadowego w kraterze Jezero na Marsie” 14 sierpnia 2024 r., Postępy AGU.
