Perché il cratere Jezero è il posto più emozionante su Marte

Quando il rover Perseverance della NASA atterrerà su Marte questa settimana, darà inizio a uno degli sforzi scientifici più ambiziosi immaginabili: cercare prove che la vita una volta si sia evoluta su un mondo alieno. Gli scienziati sono abbastanza certi che al momento non ci sia più nulla di vivente su Marte, ma pensano che avrebbe potuto esserci ad un certo punto della storia del pianeta – e il rover sta visitando un sito chiamato Jezero Crater per imparare Di più.

Potresti aver sentito dire che Perseverance lo è alla ricerca di segni di vita antica, e potresti anche aver sentito che si sta dirigendo verso Jezero perché è un obiettivo primario in quella ricerca.

Ma perché gli scienziati sono così interessati ad andare in questo particolare luogo? Come fai a indovinare dove la vita potrebbe essersi evoluta milioni o miliardi di anni fa, su un pianeta alieno? Cosa rende Jezero così speciale?

Per scoprirlo abbiamo parlato con un’esperta di geologia di Marte, Katie Stack Morgan del Jet Propulsion Laboratory della NASA.

La caccia alla vita è aperta

L'attrazione principale del cratere Jezero è il vicino deposito del delta. Milioni di anni fa, Marte aveva abbondante acqua liquida sulla sua superficie e il paesaggio era costellato di fiumi e valli. Ciò significava che crateri come Jezero si riempivano d’acqua e quando l’acqua scorreva nel cratere da un fiume, formava un delta paragonabile al delta del Mississippi sulla Terra.

I Delta sono obiettivi incredibili per la ricerca di segni di vita, sia perché forniscono un ambiente confortevole ambiente favorevole alla vita e perché concentrano la materia organica in un modo che la rende più facile rilevare.

Tuttavia, come praticamente ogni aspetto dell’esplorazione di Marte, non è così semplice come trovare una struttura che assomigli a un delta e cercarla. Questo perché è difficile raccontare la storia dell’acqua su un pianeta che oggi è così arido.

Quando guardiamo gli indicatori che una volta c’era acqua, “la domanda che ci poniamo è: quell’acqua è stata lì per molto tempo?” Stack Morgan ha spiegato. Per creare condizioni favorevoli all’emergere della vita come la intendiamo noi, le condizioni migliori sarebbero acque calde e poco profonde che rimangano per migliaia di anni o più. Una breve alluvione d’acqua che evapora rapidamente non lo taglierà.

Stack Morgan ha paragonato questa situazione a una località nel suo stato, la Death Valley in California. Lì il clima è prevalentemente secco, ma occasionalmente piove e, quando lo fa, l'acqua rimane nelle pozze per alcuni giorni e può formare strutture chiamate conoidi alluvionali prima di evaporare.

Dopo che tutta l'acqua è evaporata, i depositi di conoidi alluvionali assomigliano molto ai depositi delta. Ma sono formati da periodi di acqua in superficie troppo brevi per favorire l’emergere della vita. Quindi questa è la grande domanda: quando vediamo queste forme di ventagli su Marte, sono delta o conoidi alluvionali?

È qui che entra in gioco l’arma segreta di Jezero. Il cratere presenta una valle di sbocco, un profondo canyon scavato dall'acqua che fuoriusciva dal cratere una volta che questo si era riempito ed era straripato. A causa della presenza di questa valle di sbocco, i ricercatori possono essere certi che non vi fosse solo un po’ d’acqua Jezero: Ce n'era abbastanza perché il cratere si riempisse e l'acqua in eccesso potesse uscire fuori per un lungo periodo di tempo.

"Questo è ciò che rende Jezero così entusiasmante per noi", ha detto Stack Morgan. "Perché oltre ad avere quello che pensiamo sia un delta, abbiamo anche prove incontrovertibili che lì c'era un lago, perché abbiamo la valle di sbocco."

Quella valle di sbocco è una rarità speciale. Ci sono molti altri crateri su Marte con quelli che sembrano essere delta, come il cratere Gale dove il rover Curiosity sta esplorando, ma non hanno sbocchi. Di conseguenza, i ricercatori non possono mai essere del tutto sicuri che ciò che vedono sia davvero un’indicazione della presenza di acqua per un lungo periodo.

Al contrario, a Jezero, i ricercatori possono essere sicuri che il cratere si sia riempito d’acqua e sia straripato, e che abbia avuto acqua per quello che viene definito un periodo di tempo geologicamente significativo. Quando si è trattato di scegliere un punto di atterraggio per Perseverance, "questa ulteriore certezza è ciò che ha contribuito a portare Jezero al traguardo", ha detto Stack Morgan.

Perseverance punta ad atterrare proprio davanti a questo delta per iniziare la ricerca di segni di vita.

Segni nelle rocce

Se Perseverance dovesse trovare prove che una volta c'era vita su Marte, è improbabile che sembri un fossile completo di un organismo complesso come un trilobite. La vita sul pianeta potrebbe non essere mai progredita così tanto nella sua evoluzione. Invece, la prova della vita molto probabilmente assumerebbe la forma di uno strato fossilizzato di batteri chiamato tappeto microbico.

"I microbi sono in grado di lasciare segni più grandi di quelli microscopici", ha spiegato Stack Morgan. "Questa è una delle grandi cose di loro."

Abbiamo trovato stuoie microbiche fossilizzate comparabili sulla Terra, che formano forme distintive nelle rocce negli strati tra i sedimenti. Esistono altri modi non organici in cui queste forme possono formarsi, quindi non è facile dire se una data forma sia stata formata specificamente dalla vita. Ma osservando indizi come lo spessore dei vari strati sopra e sotto il potenziale tappeto e se questi sono conformi da ciò che ci si aspetterebbe dalle condizioni fisiche, i geologi possono dedurre se siano stati probabilmente creati dalla vita forme.

“Se dovessimo trovare in Perseverance un candidato convincente per un tappeto microbico fossilizzato, con sostanze organiche che si alternano in diversi strati, con minerali come la silice o il ferro, minerali che noi "Conosco i microbi che amano utilizzare nei loro processi vitali e nel loro metabolismo, e abbiamo visto che si alternano in un modo che altrimenti non ci si aspetterebbe, quindi sarei felice", ha detto, prima di correggere se stessa. “Non solo felice, sarebbe l’eufemismo del secolo! Mi sentirei come se avessimo trovato un segno di vita antica su Marte”.

Un mistero carbonatico

Il delta non è l’unico posto in cui Perseverance andrà a caccia di forme di vita. Un’altra caratteristica vicina al punto di atterraggio di Perseverance sono i depositi di minerali di carbonato che sono stati identificati dall’orbita. Questi sali si formano dalle reazioni dell'anidride carbonica nell'atmosfera e dell'acqua sulla superficie.

“Ci sono luoghi sulla Terra dove ciò accade, come le Bahamas”, ha spiegato Stack Morgan. “Quando pensi alle Bahamas, sono acque calde e poco profonde brulicanti di vita sulla barriera corallina. E anche se non sappiamo se esistessero barriere coralline su Marte, c’è un interesse simile per i carbonati come obiettivo astrobiologico perché se i carbonati si formano nell’acqua, ciò è conclusivo per sostenere la vita”. La presenza di carbonati suggerisce che l'acqua che si trovava nel cratere Jezero non era troppo acida e avrebbe potuto essere un ambiente confortevole per lo sviluppo della vita.

Non solo, ma i carbonati sono eccellenti anche nel preservare i segni della vita. Quindi cacciare in questi depositi è un ottimo posto per cercare la vita antica, ma c’è anche un’altra questione geologica in gioco. L'atmosfera marziana è composta principalmente da anidride carbonica ed era più densa di quanto lo sia oggi, e sappiamo che un tempo c'era abbondante acqua liquida sulla superficie. Ma i depositi di carbonato sulla superficie sono rari. "Quindi c'è stata questa domanda su dove sono tutti i carbonati?" Stack Morgan ha detto. “Se una volta avessimo avuto un’atmosfera più densa e ricca di CO2, mancherebbe la questione del carbonato”.

Trovare le risposte a questa domanda può aiutarci a comprendere la storia del clima marziano. “Studiamo i carbonati qui sulla Terra per scoprire cose come: era caldo o freddo nel Proterozoico, 3 miliardi di anni fa? I carbonati sono davvero bravi a preservare i segnali climatici”, ha detto. “Quindi i carbonati sono davvero interessanti per noi, sia dal punto di vista dell’astrobiologia che della loro connessione con la vita, ma anche come registratori dell’evoluzione dell’antico clima su Marte”.

Una cronologia della storia marziana

Trovare prove di vita antica su un altro pianeta sarebbe un risultato scientifico straordinario, ma c’è altro che Jezero può dire ai ricercatori. Un mistero duraturo su Marte è quanti anni hanno le sue formazioni rocciose e quando sono diverse eventi della sua storia geologica – come il periodo in cui c’era acqua sulla sua superficie – in realtà accaduto.

Per cercare di comprendere la storia geologica di Marte, i geologi osservano crateri come Jezero, formatisi da eventi di impatto, e provare a modellare quanti anni potrebbero aver avuto gli impatti, sulla base dei crateri da impatto che abbiamo osservato in altri luoghi come il luna.

“Siamo in grado di datarli in senso relativo utilizzando la cronologia dei crateri lunari e i nostri campioni riportato dall'Apollo", ha detto Stack Morgan, "ma è una cosa estrapolata a cui abbiamo applicato Marte. Ci sono molte domande su quando sono realmente accadute cose su Marte”

Per rispondere a queste domande, i geologi sono alla disperata ricerca di un campione di roccia vulcanica. Questo si forma quando la lava fusa si indurisce in una roccia solida, ed è prezioso per la datazione perché possono leggere quando è avvenuta questa transizione dalla lava alla roccia. Ciò può fornire una data precisa per eventi come i due impatti che hanno creato il cratere.

Jezero ha queste rocce vulcaniche proprio vicino al delta del fiume. Quindi Perseverance raccoglierà un campione e lo sigillerà in un tubo per un eventuale ritorno sulla Terra sotto il Il programma Mars Sample Return e i geologi saranno finalmente in grado di definire una linea temporale di Marte storia.

Le rocce più antiche su Marte o sulla Terra

Ma non è solo la storia di Marte che possiamo conoscere. Potremmo persino conoscere la storia dell’intero sistema solare.

Marte è stato molto attivo nella sua storia antica e sulla sua superficie sono ancora visibili alcune rocce estremamente antiche. Possiamo vederne alcuni attorno al bordo del cratere Jezero in enormi depositi grandi quanto una casa chiamati megabreccia, che furono lanciati in aria dall'impatto che creò il cratere. Si ritiene che queste rocce abbiano circa quattro miliardi di anni, il che le rende non solo alcune delle rocce più antiche di Marte, ma potenzialmente anche più antiche delle rocce più antiche della Terra.

Questo perché la Terra ha un interno attivo, con una tettonica a placche che ricicla le rocce e distrugge gran parte della documentazione rocciosa. L'interno di Marte, tuttavia, è tettonicamente inattivo, quindi le rocce lì durano per periodi di tempo molto più lunghi.

“Su Marte, il 50% del pianeta ha tre miliardi e mezzo di anni o più. Quindi c’è questa vasta documentazione del primo sistema solare conservata su Marte che semplicemente non si trova qui sulla Terra”, ha detto Stack Morgan. "Marte è un ottimo posto dove andare per conoscere il primo sistema solare."

La magia di Jezero

Ciascuno dei diversi ambienti ha qualcosa da offrire ai ricercatori: il delta per la ricerca della vita antica, i depositi di carbonato per conoscere il clima marziano, le rocce vulcaniche per i periodi di datazione della storia di Marte e le rocce più antiche per conoscere i primi periodi solari sistema.

I delta hanno anche un'altra caratteristica utile, poiché sono pieni di rocce provenienti da altri luoghi trasportate dal fiume. “I delta hanno lo scopo davvero eccezionale di riunire campioni di roccia provenienti da distanze molto lontane, molto al di fuori del cratere. In un certo senso, il fiume e il delta hanno raccolto le rocce per noi”, ha detto Stack Morgan.

Sebbene queste rocce non abbiano il contesto che avrebbe un campione in situ, consentono ai ricercatori di ottenere un intravedere la diversità delle antiche rocce che esistevano in un'area molto più ampia di quanto un rover potesse mai fare Esplorare.

E questa è la magia di Jezero: ha tutti questi obiettivi, ognuno dei quali sarebbe inestimabile da solo, tutti abbastanza vicini da poter essere visitati da un rover.

“Si combinano i carbonati e il potenziale che hanno, il deposito del delta e i depositi lacustri che sono un ottimo posto per cercare segni di vita antica, e poi ci sono le rocce vulcaniche. E questo è tutto all’interno del percorso del rover Perseverance”, ha detto Stack Morgan. "Tutte queste cose sono alla portata di una singola missione su Marte."

Il touchdown è imminente

Trattandosi di un luogo così speciale, potresti chiederti perché la NASA non ha mai inviato prima un rover su Jezero, come il rover Curiosity che sta attualmente esplorando il cratere Gale. Questo perché Jezero era precedentemente inaccessibile a causa delle condizioni di atterraggio non sicure. Jezero ha caratteristiche come dune di sabbia, pendii ripidi e molte rocce sparse, che avrebbero creato un pericolo di atterraggio per i rover precedenti.

Ma Perseverance è armato di a nuovo sistema di atterraggio, chiamato Terrain Relative Navigation, che utilizza una fotocamera e mappe di bordo per identificare un luogo sicuro dove atterrare anche in mezzo a questi pericoli. La tecnologia di atterraggio è ora diventata così sofisticata che gli scienziati possono scegliere il sito più interessante da esplorare e gli ingegneri possono dire di essere sicuri di poter far atterrare il rover lì.

Anche così, l’atterraggio di un rover è ancora un’operazione complessa e estremamente complessa per la quale tutti tengono le dita incrociate. Stack Morgan ha detto di essere “una palla di nervi” per l’atterraggio, ma è profondamente entusiasta che il rover inizi la sua missione.

Con così tante potenziali scoperte sulle spalle robotiche del rover, terremo anche le dita incrociate per un atterraggio sicuro e una missione di successo.

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