Warum der Jezero-Krater der aufregendste Ort auf dem Mars ist

Wenn der Perseverance-Rover der NASA diese Woche auf dem Mars landet, beginnt er mit einem der ehrgeizigsten wissenschaftlichen Unternehmungen, die man sich vorstellen kann: der Suche nach Beweisen dafür, dass sich einst Leben auf einer fremden Welt entwickelt hat. Wissenschaftler sind sich ziemlich sicher, dass es derzeit nichts mehr auf dem Mars gibt, glauben aber, dass es so etwas gegeben haben könnte an einem Punkt in der Geschichte des Planeten – und der Rover besucht einen Ort namens Jezero-Krater, um mehr darüber zu erfahren mehr.

Sie haben vielleicht gehört, dass Ausdauer ist Auf der Suche nach Zeichen antiken Lebens, und Sie haben vielleicht sogar gehört, dass es nach Jezero geht, weil dies ein Hauptziel dieser Suche ist.

Aber warum sind Wissenschaftler so daran interessiert, genau diesen Ort aufzusuchen? Wie erraten Sie, wo sich das Leben vor Millionen oder Milliarden Jahren auf einem fremden Planeten entwickelt haben könnte? Was macht Jezero so besonders?

Um das herauszufinden, haben wir mit einer Expertin für Marsgeologie, Katie Stack Morgan vom Jet Propulsion Laboratory der NASA, gesprochen.

Die Jagd nach dem Leben ist eröffnet

Die Hauptattraktion des Jezero-Kraters ist die nahegelegene Delta-Lagerstätte. Vor Millionen von Jahren gab es auf der Marsoberfläche reichlich flüssiges Wasser und die Landschaft war mit Flüssen und Tälern übersät. Das bedeutete, dass sich Krater wie Jezero mit Wasser füllten und wenn Wasser aus einem Fluss in den Krater floss, bildete er ein Delta, vergleichbar mit dem Mississippi-Delta auf der Erde.

Deltas sind unglaubliche Ziele für die Suche nach Lebenszeichen, weil sie einen angenehmen Aufenthalt bieten Umgebung für die Entstehung von Leben und weil sie organisches Material auf eine Weise konzentrieren, die es einfacher macht erkennen.

Wie im Grunde bei jedem Aspekt der Marserkundung ist es jedoch nicht ganz so einfach, eine Struktur zu finden, die wie ein Delta aussieht, und diese zu durchsuchen. Das liegt daran, dass es schwierig ist, die Geschichte des Wassers auf einem Planeten zu erzählen, der jetzt so trocken ist.

Wenn man sich die Indikatoren anschaut, die darauf hindeuten, dass es einmal Wasser gab, „stellt sich für uns die Frage: War das Wasser schon lange da?“ Stack Morgan erklärte. Um Bedingungen zu schaffen, die die Entstehung von Leben, wie wir es verstehen, begünstigen, wäre warmes, flaches Wasser, das Tausende von Jahren oder länger bestehen bleibt, die besten Bedingungen. Eine kurze Wasserflut, die schnell verdunstet, reicht nicht aus.

Stack Morgan verglich diese Situation mit einem Ort in ihrem Bundesstaat, dem Death Valley in Kalifornien. Dort ist es überwiegend trocken, aber ab und zu regnet es – und wenn doch, bleibt das Wasser einige Tage lang in Pfützen stehen und kann Strukturen bilden, die Schwemmfächer genannt werden, bevor es verdunstet.

Nachdem das gesamte Wasser verdunstet ist, ähneln alluviale Fächerablagerungen stark Delta-Ablagerungen. Sie entstehen jedoch durch zu kurze Wasserperioden an der Oberfläche, um die Entstehung von Leben zu ermöglichen. Das ist also die große Frage: Wenn wir diese Fächerformen auf dem Mars sehen, handelt es sich dann um Deltas oder Schwemmfächer?

Hier kommt Jezeros Geheimwaffe ins Spiel. Der Krater hat ein Auslasstal, eine tiefe Schlucht, die von Wasser geformt wurde, das aus dem Krater floss, nachdem er sich gefüllt hatte und übergelaufen war. Aufgrund des Vorhandenseins dieses Auslasstals können Forscher sicher sein, dass sich nicht nur ein bisschen Wasser darin befand Jezero: Es war genug vorhanden, um den Krater zu füllen und das überschüssige Wasser über einen langen Zeitraum hinweg herauszuarbeiten.

„Das macht Jezero für uns so spannend“, sagte Stack Morgan. „Denn zusätzlich zu dem, was wir für ein Delta halten, haben wir auch unwiderlegbare Beweise dafür, dass es dort einen See gab, weil wir das Auslasstal haben.“

Dieses Auslasstal ist eine besondere Rarität. Es gibt viele andere Krater auf dem Mars, die scheinbar Deltas haben, wie den Gale-Krater, den der Rover Curiosity erforscht, aber sie haben keine Auslässe. Daher können Forscher nie ganz sicher sein, dass das, was sie sehen, tatsächlich ein Hinweis darauf ist, dass Wasser über einen längeren Zeitraum vorhanden ist.

Im Gegensatz dazu können Forscher in Jezero sicher sein, dass sich der Krater mit Wasser füllte und überlief und dass er über einen sogenannten geologisch bedeutsamen Zeitraum Wasser hatte. Als es darum ging, einen Landeplatz für Perseverance auszuwählen, „hat diese zusätzliche Sicherheit geholfen, Jezero über die Ziellinie zu bringen“, sagte Stack Morgan.

Ziel der Perseverance ist es, direkt vor diesem Delta zu landen und mit der Suche nach Lebenszeichen zu beginnen.

Zeichen in den Felsen

Wenn Perseverance Beweise dafür findet, dass es einst Leben auf dem Mars gab, ist es unwahrscheinlich, dass es wie ein vollständiges Fossil eines komplexen Organismus wie eines Trilobiten aussieht. Das Leben auf dem Planeten ist in seiner Entwicklung möglicherweise noch nie so weit fortgeschritten. Stattdessen würde der Beweis für Leben höchstwahrscheinlich in Form einer versteinerten Bakterienschicht vorliegen, die als Mikrobenmatte bezeichnet wird.

„Mikroben können Zeichen hinterlassen, die größer als mikroskopisch sind“, erklärte Stack Morgan. „Das ist eines der großartigen Dinge an ihnen.“

Wir haben vergleichbare versteinerte mikrobielle Matten auf der Erde gefunden, die in Gesteinsschichten zwischen Sedimenten charakteristische Formen bilden. Es gibt andere, nichtorganische Wege, auf denen diese Formen entstehen können, daher ist es nicht leicht zu sagen, ob eine bestimmte Form speziell durch das Leben geformt wurde. Aber indem man sich Hinweise wie die Dicke verschiedener Schichten über und unter der potenziellen Matte ansieht und ob diese konform sind Aufgrund der physikalischen Bedingungen können Geologen daraus schließen, ob sie wahrscheinlich durch Leben entstanden sind Formen.

„Wenn wir mit Perseverance einen überzeugenden Kandidaten für eine versteinerte mikrobielle Matte finden würden, bei der sich organische Stoffe in verschiedenen Schichten abwechseln, mit Mineralien wie Kieselsäure oder Eisen, Mineralien, die wir haben „Wenn wir wissen, dass Mikroben es in ihren Lebensvorgängen und ihrem Stoffwechsel gerne nutzen, und wir gesehen haben, dass sich das auf eine Weise abwechselt, die man sonst nicht erwartet hätte, dann wäre ich glücklich“, sagte sie, bevor sie korrigierte Sie selber. „Nicht nur glücklich, das wäre die Untertreibung des Jahrhunderts! Ich hätte das Gefühl, als hätten wir ein Zeichen uralten Lebens auf dem Mars gefunden.“

Ein Karbonat-Rätsel

Das Delta ist nicht der einzige Ort, an dem Perseverance nach Leben suchen wird. Ein weiteres Merkmal in der Nähe des Landeplatzes von Perseverance sind Ablagerungen von Karbonatmineralien, die vom Orbit aus identifiziert wurden. Diese Salze entstehen durch Reaktionen von Kohlendioxid in der Atmosphäre und Wasser an der Oberfläche.

„Es gibt Orte auf der Erde, an denen das passiert, wie zum Beispiel auf den Bahamas“, erklärte Stack Morgan. „Wenn man an die Bahamas denkt, sind das warme, flache Gewässer voller Riffleben. Und obwohl wir nicht wissen, dass es auf dem Mars Riffe gab, besteht ein ähnliches Interesse an Karbonaten als astrobiologischem Ziel, denn wenn sich Karbonate im Wasser bilden, ist das schlüssig das Leben unterstützen.“ Das Vorhandensein von Karbonaten deutet darauf hin, dass das Wasser im Jezero-Krater nicht zu sauer war und eine angenehme Umgebung für das Gedeihen des Lebens hätte sein können.

Darüber hinaus eignen sich Karbonate hervorragend zur Erhaltung von Lebenszeichen. Die Jagd durch diese Lagerstätten ist also ein großartiger Ort, um nach antikem Leben zu suchen, aber es steht auch noch eine andere geologische Frage auf dem Spiel. Die Marsatmosphäre besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid und war früher dicker als heute, und wir wissen, dass es einst reichlich flüssiges Wasser auf der Oberfläche gab. Karbonatablagerungen an der Oberfläche sind jedoch selten. „Es stellte sich also die Frage, wo all die Karbonate sind?“ sagte Stack Morgan. „Wenn wir einmal diese dickere, CO2-reiche Atmosphäre hätten, wäre da noch die Frage nach dem fehlenden Karbonat.“

Antworten auf diese Frage zu finden, kann uns helfen, die Geschichte des Marsklimas zu verstehen. „Wir untersuchen Karbonate hier auf der Erde, um Dinge herauszufinden wie: War es im Proterozoikum vor 3 Milliarden Jahren warm oder kalt? Karbonate sind wirklich gut darin, Klimasignale zu bewahren“, sagte sie. „Karbonate sind für uns also wirklich spannend, sowohl aus astrobiologischer Sicht und ihrer Verbindung zum Leben, aber auch als Aufzeichnungen der Entwicklung des antiken Klimas auf dem Mars.“

Eine Zeitleiste der Marsgeschichte

Beweise für antikes Leben auf einem anderen Planeten zu finden, wäre eine außergewöhnliche wissenschaftliche Leistung, aber Jezero kann den Forschern noch mehr sagen. Ein anhaltendes Rätsel über den Mars ist, wie alt und wann unterschiedlich die Gesteinsformationen genau sind Ereignisse in seiner geologischen Geschichte – wie die Zeit, in der sich Wasser auf seiner Oberfläche befand – tatsächlich passiert.

Um die geologische Geschichte des Mars zu verstehen, untersuchen Geologen Krater wie Jezero, die durch Einschläge entstanden sind. und versuchen Sie zu modellieren, wie alt die Einschläge wahrscheinlich waren, basierend auf Einschlagskratern, die wir an anderen Orten wie dem beobachtet haben Mond.

„Wir sind in der Lage, sie in einem relativen Sinne zu datieren, indem wir die Kraterchronologie vom Mond und den von uns untersuchten Proben nutzen von Apollo zurückgebracht“, sagte Stack Morgan, „aber das ist eine extrapolierte Sache, auf die wir uns beworben haben.“ Mars. Es gibt viele Fragen darüber, wann tatsächlich etwas auf dem Mars passiert ist.“

Um diese Fragen zu beantworten, suchen Geologen verzweifelt nach einer Probe vulkanischen Gesteins. Dieser entsteht, wenn geschmolzene Lava zu einem festen Gestein erstarrt, und ist für die Datierung von unschätzbarem Wert, da man damit ablesen kann, wann dieser Übergang von Lava zu Gestein stattgefunden hat. Das kann ein genaues Datum für Ereignisse wie die beiden Einschläge liefern, die den Krater erzeugt haben.

Jezero hat diese Vulkangesteine ​​direkt am Flussdelta. Also wird Perseverance eine Probe aufnehmen und sie in einem Röhrchen verschließen, um sie schließlich unter der Erde zur Erde zurückzubringen Mit dem Mars Sample Return-Programm werden Geologen endlich in der Lage sein, eine Zeitleiste des Mars zu bestimmen Geschichte.

Die ältesten Gesteine ​​auf dem Mars oder der Erde

Wir können jedoch nicht nur etwas über die Geschichte des Mars lernen. Vielleicht erfahren wir sogar etwas über die Geschichte des gesamten Sonnensystems.

Der Mars war in seiner frühen Geschichte sehr aktiv und auf seiner Oberfläche sind noch einige sehr alte Gesteine ​​sichtbar. Einige davon können wir rund um den Rand des Jezero-Kraters in riesigen, hausgroßen Ablagerungen namens Megabrekzien sehen, die durch den Einschlag, der den Krater erzeugte, in die Luft geschleudert wurden. Es wird angenommen, dass diese Gesteine ​​etwa vier Milliarden Jahre alt sind, was sie nicht nur zu den ältesten Gesteinen auf dem Mars macht, sondern möglicherweise sogar älter als die ältesten Gesteine ​​auf der Erde.

Das liegt daran, dass die Erde ein aktives Inneres hat, mit Plattentektonik, die Gesteine ​​recycelt und einen Großteil der Gesteinsaufzeichnungen zerstört. Das Innere des Mars ist jedoch tektonisch inaktiv, sodass die dortigen Gesteine ​​viel länger haltbar sind.

„Auf dem Mars sind 50 Prozent des Planeten dreieinhalb Milliarden Jahre oder älter. Es gibt also diese umfangreichen Aufzeichnungen der frühen Zeit des Sonnensystems, die auf dem Mars aufbewahrt wurden und die es hier auf der Erde einfach nicht gibt“, sagte Stack Morgan. „Der Mars ist ein großartiger Ort, um mehr über das frühe Sonnensystem zu erfahren.“

Die Magie von Jezero

Jede der verschiedenen Umgebungen hat den Forschern etwas zu bieten: Das Delta für die Suche nach antikem Leben, die Karbonatvorkommen für Erfahren Sie mehr über das Marsklima, Vulkangesteine ​​zur Datierung von Perioden in der Marsgeschichte und die ältesten Gesteine, um mehr über die frühe Sonne zu erfahren System.

Deltas haben noch eine weitere nützliche Eigenschaft, da sie voller Steine ​​sind, die von anderen Orten stammen und vom Fluss getragen wurden. „Deltas dienen diesem wirklich großartigen Zweck, Gesteinsproben aus großer Entfernung, weit außerhalb des Kraters, zusammenzubringen. In gewisser Weise haben der Fluss und das Delta das Sammeln von Steinen für uns übernommen“, sagte Stack Morgan.

Obwohl diese Gesteine ​​nicht den Kontext haben, den eine In-situ-Probe hätte, ermöglichen sie den Forschern, einen zu erhalten Einblick in die Vielfalt der alten Gesteine, die in einem viel größeren Gebiet existierten, als es ein Rover je könnte erkunden.

Und das ist die Magie von Jezero – es gibt all diese Ziele, von denen jedes für sich genommen von unschätzbarem Wert wäre, alle nah genug, um von einem Rover besucht zu werden.

„Man kombiniert die Karbonate und ihr Potenzial, wobei die Delta-Lagerstätten und die See-Lagerstätten ein großartiger Ort sind, um nach Zeichen antiken Lebens zu suchen, und dann gibt es noch die Vulkangesteine. Und das alles liegt innerhalb der Reichweite des Rovers Perseverance“, sagte Stack Morgan. „All diese Dinge sind mit einer einzigen Marsmission erreichbar.“

Der Touchdown steht unmittelbar bevor

Da es sich um einen so besonderen Ort handelt, fragen Sie sich vielleicht, warum die NASA noch nie einen Rover nach Jezero geschickt hat – wie den Curiosity-Rover, der derzeit den Gale-Krater erkundet. Das liegt daran, dass Jezero aufgrund unsicherer Landebedingungen zuvor nicht zugänglich war. Jezero verfügt über Besonderheiten wie Sanddünen, steile Hänge und viele verstreute Felsen, die für frühere Rover eine Landegefahr darstellten.

Aber Perseverance ist mit einem bewaffnet neues Landesystem, genannt Terrain Relative Navigation, die eine Kamera und Bordkarten verwendet, um selbst inmitten dieser Gefahren einen sicheren Landeplatz zu identifizieren. Die Landetechnologie ist mittlerweile so ausgereift, dass Wissenschaftler den interessantesten Ort für die Erkundung auswählen können und Ingenieure sagen können, dass sie zuversichtlich sind, den Rover dort landen zu können.

Dennoch ist die Landung eines Rovers immer noch eine komplizierte, äußerst komplexe Operation, für die jeder die Daumen drückt. Stack Morgan sagte, sie sei angesichts der Landung „nervös“ gewesen, freue sich aber sehr darauf, dass der Rover seine Mission beginnen könne.

Da auf den Roboterschultern des Rovers so viel potenzielle Entdeckung ruht, drücken wir auch die Daumen für eine sichere Landung und eine erfolgreiche Mission.

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