Mengapa Kawah Jezero Menjadi Tempat Paling Menyenangkan di Mars

Ketika penjelajah Perseverance NASA mendarat di Mars minggu ini, salah satu upaya ilmiah paling ambisius yang dapat dibayangkan dimulai: mencari bukti bahwa kehidupan pernah berevolusi di dunia asing. Para ilmuwan cukup yakin bahwa saat ini tidak ada makhluk hidup di Mars, namun mereka berpendapat mungkin saja ada pada satu titik dalam sejarah planet ini – dan penjelajah tersebut mengunjungi situs bernama Kawah Jezero untuk mempelajarinya lagi.

Anda mungkin pernah mendengar bahwa Ketekunan adalah mencari tanda-tanda kehidupan kuno, dan Anda mungkin pernah mendengar bahwa itu menuju ke Jezero karena itu adalah target utama dalam penelusuran tersebut.

Namun mengapa para ilmuwan begitu tertarik untuk pergi ke lokasi yang satu ini? Bagaimana Anda menebak di mana kehidupan mungkin berevolusi jutaan atau miliaran tahun yang lalu, di planet asing? Apa yang membuat Jezero begitu istimewa?

Kami berbicara dengan pakar geologi Mars, Katie Stack Morgan dari Jet Propulsion Laboratory NASA, untuk mencari tahu.

Perburuan kehidupan sedang berlangsung

Daya tarik utama Kawah Jezero adalah endapan delta di dekatnya. Jutaan tahun yang lalu, Mars memiliki banyak air cair di permukaannya, dan lanskapnya dipenuhi sungai dan lembah. Artinya, kawah seperti Jezero terisi air, dan ketika air mengalir ke kawah dari sungai, terbentuklah delta yang sebanding dengan Delta Mississippi di Bumi.

Delta adalah target yang luar biasa untuk mencari tanda-tanda kehidupan, karena keduanya memberikan kenyamanan lingkungan bagi munculnya kehidupan dan karena mereka mengkonsentrasikan bahan organik dengan cara yang membuatnya lebih mudah mendeteksi.

Namun, seperti halnya setiap aspek eksplorasi Mars, hal ini tidak sesederhana menemukan struktur yang terlihat seperti delta dan menelusurinya. Itu karena sulit menceritakan sejarah air di planet yang kini sangat kering.

Saat melihat indikator bahwa pernah ada air, “pertanyaan yang kita miliki adalah: Apakah air tersebut sudah lama ada di sana?” Stack Morgan menjelaskan. Untuk menciptakan kondisi yang kondusif bagi munculnya kehidupan seperti yang kita pahami, kondisi terbaik adalah perairan hangat dan dangkal yang bertahan selama ribuan tahun atau lebih. Banjir air dalam waktu singkat yang cepat menguap tidak akan memotongnya.

Stack Morgan membandingkan situasi ini dengan lokasi di negara bagiannya, Death Valley di California. Di sana sebagian besar kering, namun terkadang turun hujan – dan jika terjadi, air akan tergenang di kolam selama beberapa hari dan dapat membentuk struktur yang disebut kipas aluvial sebelum menguap.

Setelah semua air menguap, endapan kipas aluvial sangat mirip dengan endapan delta. Namun mereka terbentuk oleh periode air di permukaan yang terlalu singkat untuk mendukung munculnya kehidupan. Jadi itulah pertanyaan besarnya: Saat kita melihat bentuk kipas ini di Mars, apakah itu kipas delta atau aluvial?

Di sinilah senjata rahasia Jezero berperan. Kawah ini memiliki lembah keluar, yaitu ngarai dalam yang diukir oleh air yang mengalir keluar dari kawah setelah terisi dan meluap. Karena adanya lembah saluran keluar ini, para peneliti yakin bahwa tidak hanya ada sedikit air yang masuk Jezero: Jumlahnya cukup untuk mengisi kawah dan kelebihan air keluar dalam jangka waktu yang lama.

“Itulah yang membuat Jezero begitu menarik bagi kami,” kata Stack Morgan. “Karena selain memiliki apa yang kami anggap delta, kami juga memiliki bukti yang tidak dapat disangkal bahwa di sana terdapat sebuah danau, karena kami memiliki lembah saluran keluar.”

Lembah saluran keluar itu sangat langka. Ada banyak kawah lain di Mars yang tampak seperti delta, seperti Kawah Gale yang dijelajahi oleh penjelajah Curiosity, tetapi kawah tersebut tidak memiliki saluran keluar. Akibatnya, para peneliti tidak pernah bisa sepenuhnya yakin bahwa apa yang mereka lihat benar-benar merupakan indikasi keberadaan air dalam jangka waktu yang lama.

Sebaliknya, di Jezero, para peneliti yakin bahwa kawah tersebut terisi air dan meluap, dan terdapat air dalam jangka waktu yang disebut sebagai periode waktu yang signifikan secara geologis. Ketika tiba pada tugas memilih tempat pendaratan untuk Perseverance, “kepastian tambahan itulah yang membantu Jezero mencapai garis finis,” kata Stack Morgan.

Perseverance bertujuan untuk mendarat tepat di depan delta ini untuk mulai mencari tanda-tanda kehidupan.

Tanda-tanda di bebatuan

Jika Perseverance benar-benar menemukan bukti bahwa pernah ada kehidupan di Mars, kemungkinan besar fosil tersebut tidak akan terlihat seperti fosil lengkap organisme kompleks seperti trilobita. Kehidupan di planet ini mungkin belum pernah berkembang sejauh ini dalam evolusinya. Sebaliknya, bukti kehidupan kemungkinan besar berupa lembaran fosil bakteri yang disebut lapisan mikroba.

“Mikroba mampu meninggalkan tanda-tanda yang lebih besar dari mikroskopis,” jelas Stack Morgan. “Itulah salah satu hal hebat tentang mereka.”

Kami telah menemukan fosil mikroba serupa di Bumi, yang membentuk bentuk khas pada batuan di lapisan antara sedimen. Ada cara lain yang non-organik yang dapat membentuk bentuk-bentuk ini, sehingga tidak mudah untuk mengetahui apakah suatu bentuk tertentu terbentuk secara spesifik oleh kehidupan. Namun dengan melihat petunjuk seperti ketebalan berbagai lapisan di atas dan di bawah lapisan potensial dan apakah lapisan tersebut sesuai Berdasarkan apa yang diharapkan dari kondisi fisiknya, para ahli geologi dapat menyimpulkan apakah hal tersebut kemungkinan besar diciptakan oleh kehidupan formulir.

“Jika kita dapat menemukan kandidat yang menarik untuk lapisan mikroba yang menjadi fosil dengan Perseverance, dengan bahan organik bergantian di lapisan yang berbeda, dengan mineral seperti silika atau besi, maka mineral tersebut akan kita temukan. tahu mikroba suka menggunakannya dalam proses kehidupan dan metabolisme mereka, dan kami melihat bahwa bergantian dengan cara yang tidak diharapkan, maka saya akan senang, ”katanya, sebelum mengoreksi diri. “Tidak hanya bahagia, itu juga merupakan pernyataan yang meremehkan abad ini! Saya merasa seperti kami telah menemukan tanda kehidupan kuno di Mars.”

Sebuah misteri karbonat

Delta bukanlah satu-satunya tempat di mana Ketekunan akan berburu kehidupan. Fitur lain yang dekat dengan lokasi pendaratan Perseverance adalah endapan mineral karbonat yang telah diidentifikasi dari orbit. Garam-garam ini terbentuk dari reaksi karbon dioksida di atmosfer dan air di permukaan.

“Kami memiliki tempat di Bumi di mana hal ini terjadi, seperti Bahama,” jelas Stack Morgan. “Jika Anda memikirkan Bahama, perairannya hangat dan dangkal dan penuh dengan kehidupan terumbu karang. Meskipun kita tidak tahu apakah ada terumbu karang di Mars, ada minat yang sama terhadap karbonat sebagai target astrobiologi karena jika karbonat terbentuk di air, hal ini dapat disimpulkan. menunjang kehidupan.” Kehadiran karbonat menunjukkan bahwa air di Kawah Jezero tidak terlalu asam, dan bisa menjadi lingkungan yang nyaman bagi kehidupan untuk berkembang.

Tidak hanya itu, karbonat juga sangat baik dalam mengawetkan tanda-tanda kehidupan. Jadi berburu melalui endapan ini adalah tempat yang bagus untuk mencari kehidupan purba, tetapi ada pertanyaan geologis lain yang juga perlu ditanyakan. Atmosfer Mars sebagian besar terdiri dari karbon dioksida dan dulunya lebih tebal dibandingkan sekarang, dan kita tahu pada suatu waktu terdapat banyak air cair di permukaannya. Namun endapan karbonat di permukaan jarang terjadi. “Jadi, muncul pertanyaan tentang di mana semua karbonat itu?” kata Stack Morgan. “Jika kita pernah memiliki atmosfer yang lebih tebal dan kaya CO2, maka tidak ada lagi pertanyaan tentang karbonat.”

Menemukan jawaban atas pertanyaan tersebut dapat membantu kita memahami sejarah iklim Mars. “Kami mempelajari karbonat di Bumi untuk mengetahui hal-hal seperti: Apakah suhu pada masa Proterozoikum hangat atau dingin, 3 miliar tahun yang lalu? Karbonat sangat bagus dalam menjaga sinyal iklim,” katanya. “Jadi karbonat sangat menarik bagi kita, baik dari sudut pandang astrobiologi dan hubungannya dengan kehidupan, tetapi juga sebagai pencatat evolusi iklim kuno di Mars.”

Garis waktu sejarah Mars

Menemukan bukti kehidupan purba di planet lain akan menjadi pencapaian ilmiah yang luar biasa, namun masih banyak lagi yang bisa diceritakan Jezero kepada para peneliti. Salah satu misteri abadi tentang Mars adalah berapa umur formasi batuannya, dan kapan tepatnya bervariasi peristiwa-peristiwa dalam sejarah geologisnya – seperti periode ketika terdapat air di permukaannya – sebenarnya telah terjadi.

Untuk mencoba memahami sejarah geologi Mars, ahli geologi melihat kawah seperti Jezero, yang terbentuk akibat peristiwa tumbukan. dan mencoba memodelkan berapa umur dampak yang mungkin terjadi, berdasarkan kawah tumbukan yang kami amati di tempat lain seperti bulan.

“Kami dapat menentukan tanggalnya secara relatif menggunakan kronologi kawah dari bulan dan sampel yang kami ambil dibawa kembali dari Apollo,” kata Stack Morgan, “tapi itu adalah hal yang diekstrapolasi yang telah kami terapkan Mars. Ada banyak pertanyaan tentang kapan sebenarnya hal-hal tersebut terjadi di Mars”

Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, para ahli geologi sangat ingin mendapatkan sampel batuan vulkanik. Ini terbentuk ketika lava cair mengeras menjadi batuan padat, dan ini sangat berharga untuk penanggalan karena mereka dapat membaca kapan transisi dari lava ke batuan terjadi. Hal ini dapat memberikan tanggal yang akurat untuk peristiwa seperti dua dampak yang menciptakan kawah tersebut.

Jezero memiliki batuan vulkanik ini tepat di dekat delta sungai. Jadi Perseverance akan mengambil sampel dan menyegelnya dalam tabung untuk dikembalikan ke Bumi di bawah Program Pengembalian Sampel Mars, dan ahli geologi akhirnya dapat menentukan garis waktu Mars sejarah.

Batuan tertua di Mars atau Bumi

Namun, bukan hanya sejarah Mars yang bisa kita pelajari. Kita bahkan mungkin belajar tentang sejarah keseluruhan tata surya.

Mars sangat aktif pada awal sejarahnya, dan masih terdapat beberapa batuan yang sangat kuno di permukaannya. Kita dapat melihat beberapa di antaranya di sekitar tepi Kawah Jezero dalam endapan berukuran sangat besar yang disebut megabreksi, yang terlempar ke udara akibat tumbukan yang menciptakan kawah tersebut. Batuan ini diperkirakan berusia sekitar empat miliar tahun, sehingga menjadikannya salah satu batuan tertua di Mars, namun berpotensi lebih tua dari batuan tertua di Bumi.

Hal ini karena bumi mempunyai bagian dalam yang aktif, dengan lempeng tektonik yang mendaur ulang batuan dan menghancurkan sebagian besar batuan. Namun, bagian dalam Mars secara tektonik tidak aktif, sehingga batuan di sana bertahan lebih lama.

“Di Mars, 50 persen planet ini berusia tiga setengah miliar tahun atau lebih. Jadi ada banyak catatan waktu awal tata surya yang tersimpan di Mars, yang tidak ada di Bumi,” kata Stack Morgan. “Mars adalah tempat yang bagus untuk mempelajari tentang awal tata surya.”

Keajaiban Jezero

Masing-masing lingkungan berbeda memiliki sesuatu untuk ditawarkan kepada para peneliti: Delta untuk mencari kehidupan purba, untuk endapan karbonat mempelajari tentang iklim Mars, batuan vulkanik untuk menentukan periode penanggalan dalam sejarah Mars, dan batuan paling kuno untuk mempelajari tentang awal matahari sistem.

Delta juga memiliki fitur berguna lainnya, karena penuh dengan bebatuan dari lokasi lain yang terbawa sungai. “Delta memiliki tujuan yang sangat bagus untuk mengumpulkan sampel batuan dari jarak jauh, jauh di luar kawah. Dalam beberapa hal, sungai dan delta telah melakukan pengumpulan batu untuk kami,” kata Stack Morgan.

Meskipun batuan ini tidak memiliki konteks seperti sampel in-situ, namun memungkinkan para peneliti untuk mendapatkan gambaran sekilas tentang keanekaragaman batuan purba yang ada di wilayah yang jauh lebih luas daripada yang mungkin bisa dilakukan oleh penjelajah mengeksplorasi.

Dan itulah keajaiban Jezero – ia memiliki semua target ini, yang masing-masing targetnya akan sangat berharga, semuanya cukup dekat untuk dikunjungi oleh satu penjelajah.

“Anda menggabungkan karbonat dan potensi yang dimilikinya, endapan delta dan endapan danau menjadi tempat yang bagus untuk mencari tanda-tanda kehidupan purba, dan kemudian Anda mendapatkan batuan vulkanik. Dan ini semua berada dalam jangkauan penjelajah Perseverance,” kata Stack Morgan. “Anda memiliki semua hal ini dalam jangkauan satu misi Mars.”

Touchdown sudah dekat

Sebagai lokasi yang istimewa, Anda mungkin bertanya-tanya mengapa NASA belum pernah mengirimkan penjelajah ke Jezero – seperti penjelajah Curiosity yang saat ini menjelajahi Kawah Gale. Hal itu dikarenakan Jezero sebelumnya tidak bisa diakses karena kondisi pendaratan yang tidak aman. Jezero memiliki ciri-ciri seperti bukit pasir, lereng curam, dan banyak bebatuan berserakan, yang dapat menimbulkan bahaya pendaratan bagi penjelajah sebelumnya.

Namun Ketekunan dipersenjatai dengan a sistem pendaratan baru, disebut Terrain Relative Navigation, yang menggunakan kamera dan peta di dalam pesawat untuk mengidentifikasi tempat yang aman untuk mendarat bahkan di tengah bahaya tersebut. Teknologi pendaratan kini telah menjadi sangat canggih sehingga para ilmuwan dapat memilih lokasi yang paling menarik untuk dijelajahi, dan para insinyur dapat mengatakan bahwa mereka yakin dapat mendaratkan penjelajah di sana.

Meski begitu, pendaratan rover masih merupakan operasi yang rumit dan sangat rumit sehingga semua orang tetap berharap. Stack Morgan mengatakan dia “sangat gugup” tentang pendaratan tersebut, tetapi sangat bersemangat untuk penjelajah tersebut memulai misinya.

Dengan banyaknya potensi penemuan yang berada di pundak robot penjelajah, kami juga akan terus berharap agar pendaratan aman dan misi berhasil.

Rekomendasi Editor

• Perjalanan kosmologis: Logistik rumit dalam menempatkan manusia di Mars
• Menyempurnakan tenaga penggerak: Bagaimana kita akan membawa manusia ke Mars
• Pembangkit listrik di planet lain: Bagaimana kita menghasilkan listrik di Mars
• Memanen hidrasi: Bagaimana pemukim masa depan akan membuat dan mengumpulkan air di Mars
• Astroagriculture: Bagaimana kita bercocok tanam di Mars