מדוע מכתש Jezero הוא המקום המרגש ביותר במאדים

כשהרובר Perseverance של נאס"א ינחת על מאדים השבוע, הוא יתחיל באחד המאמצים המדעיים השאפתניים ביותר שניתן להעלות על הדעת: חיפוש ראיות לכך שהחיים התפתחו פעם על עולם זר. מדענים די בטוחים שאין דבר שחי על מאדים כעת, אבל הם חושבים שיכול היה להיות כזה בשלב מסוים בהיסטוריה של הפלנטה - והרובר מבקר באתר שנקרא מכתש Jezero כדי ללמוד יותר.

אולי שמעתם שהתמדה היא בחיפוש אחר סימני חיים עתיקים, ואולי אפילו שמעתם שהוא פונה ל-Jezero כי זו המטרה העיקרית בחיפוש הזה.

אבל למה מדענים כל כך מעוניינים ללכת למקום הספציפי הזה? איך אתה מנחש היכן החיים עלולים להתפתח לפני מיליוני או מיליארדי שנים, על כוכב לכת זר? מה עושה את ג'זרו כל כך מיוחד?

דיברנו עם מומחית בגיאולוגיה של מאדים, קייטי סטאק מורגן ממעבדת ההנעה הסילון של נאס"א, כדי לברר.

המצוד אחר החיים נמשך

ציור הכותרת של מכתש Jezero הוא מרבץ הדלתא הסמוך. לפני מיליוני שנים, במאדים היו מים נוזליים בשפע על פניו, והנוף היה זרוע נהרות ועמקים. המשמעות היא שמכתשים כמו ג'זרו התמלאו במים, וכאשר מים זרמו לתוך המכתש מנהר, הם יצרו דלתא הדומה לדלתא של מיסיסיפי על פני כדור הארץ.

דלתות הן מטרות מדהימות לחיפוש אחר סימני חיים, הן כי הן מספקות נוחות סביבה ליצירת חיים ומכיוון שהם מרכזים חומר אורגני בצורה שמקלה על כך לזהות.

עם זאת, כמו בעצם כל היבט של חקר מאדים, זה לא ממש פשוט כמו למצוא מבנה שנראה כמו דלתא ולצוד דרך זה. הסיבה לכך היא שקשה לספר את ההיסטוריה של המים על כוכב לכת שכעת יבש כל כך.

כאשר מסתכלים על אינדיקטורים לכך שהיו פעם מים, "השאלה שיש לנו היא: האם המים האלה היו שם במשך זמן רב?" סטאק מורגן הסבירה. על מנת ליצור תנאים המתאימים להופעת החיים כפי שאנו מבינים אותם, התנאים הטובים ביותר יהיו מים חמים ורדודים שנשארים אלפי שנים או יותר. שיטפון קצר של מים שמתאדה במהירות לא יחתוך אותו.

סטאק מורגן השוותה את המצב הזה למקום במדינתה, עמק המוות בקליפורניה. בעיקר יבש שם, אבל מדי פעם יורד גשם - וכשזה יורד, המים יושבים בבריכות כמה ימים ויכולים ליצור מבנים הנקראים מניפות סחף לפני שהם מתאדים.

לאחר שכל המים התאדו, מרבצי מניפה סחף נראים הרבה כמו מרבצי דלתא. אבל הם נוצרים על ידי תקופות של מים על פני השטח קצרות מכדי לתמוך בהופעתם של חיים. אז זו השאלה הגדולה: כאשר אנו רואים את צורות המניפה הללו על מאדים, האם הן דלתות או מניפות סחף?

כאן נכנס לתמונה הנשק הסודי של Jezero. למכתש יש עמק מוצא, קניון עמוק שנחצב במים שזרמו מהמכתש לאחר שהתמלאו ועלו על גדותיו. בגלל נוכחותו של עמק המוצא הזה, החוקרים יכולים להיות בטוחים שלא היה רק ​​מעט מים ב Jezero: היה מספיק כדי שהמכתש יתמלא וכדי שהמים העודפים יחצבו החוצה לאורך תקופה ארוכה.

"זה מה שהופך את ג'זרו לכל כך מרגש עבורנו", אמר סטאק מורגן. "מכיוון שבנוסף לכך שיש לנו מה שאנחנו חושבים שהוא דלתא, יש לנו גם ראיות בלתי ניתנות לערעור שהיה שם אגם, כי יש לנו את עמק המוצא".

עמק האאוטלט הזה הוא דבר נדיר במיוחד. יש הרבה מכתשים אחרים על מאדים עם מה שנראה כמו דלתות, כמו מכתש גייל שבו רובר Curiosity חוקר, אבל אין להם שקעים. כתוצאה מכך, חוקרים אף פעם לא יכולים להיות בטוחים לחלוטין שמה שהם רואים באמת מעיד על קיומם של מים במשך זמן רב.

לעומת זאת, ב-Jezero, החוקרים יכולים להיות בטוחים שהמכתש התמלא במים ועלה על גדותיו, וכי היו בו מים לפרק זמן משמעותי גיאולוגית. כשזה הגיע למשימה של בחירת מקום נחיתה להתמדה, "הוודאות הנוספת הזו היא שעזרה לשים את ג'זרו מעל קו הסיום", אמר סטאק מורגן.

התמדה שואפת לנחות ממש מול הדלתא הזו כדי להתחיל בחיפוש אחר סימני חיים.

שלטים בסלעים

אם התמדה אכן מוצאת עדויות שהיו פעם חיים על מאדים, לא סביר שזה ייראה כמו מאובן שלם של אורגניזם מורכב כמו טרילוביט. החיים על הפלנטה אולי מעולם לא התקדמו כל כך רחוק לאבולוציה שלהם. במקום זאת, ככל הנראה עדות לחיים תהיה צורה של יריעה מאובנת של חיידקים הנקראת מחצלת מיקרוביאלית.

"מיקרובים מסוגלים להשאיר אחריהם סימנים גדולים יותר ממיקרוסקופיים", הסביר סטאק מורגן. "זה אחד הדברים הגדולים בהם."

מצאנו מחצלות מיקרוביאליות מאובנות דומות בכדור הארץ, היוצרות צורות ייחודיות בסלעים בשכבות בין משקעים. ישנן דרכים אחרות, לא אורגניות, שבהן צורות אלו יכולות להיווצר, כך שלא קל לדעת אם צורה נתונה נוצרה במיוחד על ידי החיים. אבל על ידי התבוננות ברמזים כמו העובי של שכבות שונות מעל ומתחת לשטיח הפוטנציאלי והאם אלה תואמים למה שניתן לצפות מהתנאים הפיזיים, גיאולוגים יכולים להסיק אם הם נוצרו כנראה על ידי חיים טפסים.

"אם היינו מוצאים עם התמדה מועמד משכנע למחצלת חיידקים מאובנים, עם חומרים אורגניים מתחלפים בשכבות שונות, עם מינרלים כמו סיליקה או ברזל, מינרלים שאנחנו מכירים חיידקים אוהבים להשתמש בתהליכי חייהם ובחילוף החומרים שלהם, וראינו שלסירוגין בדרך שלא הייתה צפויה אחרת, אז אני אשמח", אמרה, לפני שתיקנה עַצמָה. "לא רק שמח, זה יהיה האנדרסטייטמנט של המאה! הייתי מרגיש כאילו מצאנו סימן לחיים עתיקים על מאדים."

תעלומת קרבונט

הדלתא היא לא המקום היחיד שבו התמדה תחפש את החיים. מאפיין נוסף בקרבת מקום הנחיתה של Perseverance הם מרבצים של מינרלים קרבונטים שזוהו ממסלול. מלחים אלו נוצרים מתגובות של פחמן דו חמצני באטמוספירה ומים על פני השטח.

"יש לנו מקומות על פני כדור הארץ שבהם זה קורה, כמו איי בהאמה", הסביר סטאק מורגן. "כשאתה חושב על איי בהאמה, אלה מים חמים ורדודים השופעים חיי שונית. ולמרות שאיננו יודעים שהיו שוניות על מאדים, יש עניין דומה בקרבונטים כמטרה אסטרוביולוגית מכיוון שאם נוצרים קרבונטים במים, זה מכריע תומך בחיים". נוכחותם של קרבונטים מרמזת שהמים שהיו במכתש ג'זרו לא היו חומציים מדי, ויכלו להיות סביבה נוחה לפריחה של החיים.

לא רק זה, אלא שהקרבונטים גם מצוינים בשימור סימני חיים. אז ציד דרך המרבצים האלה הוא מקום נהדר לחפש בו חיים עתיקים, אבל יש עוד שאלה גיאולוגית על הקו. האטמוספרה של מאדים מורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני ופעם הייתה סמיכה יותר מכפי שהיא היום, ואנחנו יודעים שבפעם אחת היו מים נוזליים בשפע על פני השטח. אבל משקעים של קרבונט על פני השטח הם נדירים. "אז עלתה השאלה איפה כל הקרבונטים?" סטאק מורגן אמר. "אם הייתה לנו פעם אטמוספירה עבה יותר ועשירה ב-CO2, יש את שאלת הקרבונט החסרה".

מציאת תשובות לשאלה זו יכולה לעזור לנו להבין את ההיסטוריה של האקלים של מאדים. "אנחנו חוקרים קרבונטים כאן על כדור הארץ כדי לגלות דברים כמו: האם היה חם או קר בפרוטרוזואיקון, לפני 3 מיליארד שנים? קרבונטים ממש טובים בשימור אותות אקלים", אמרה. "אז קרבונטים מרגשים אותנו מאוד, גם מנקודת מבט אסטרוביולוגית והקשר שלהם לחיים, אבל גם כמתעדים את התפתחות האקלים העתיק על מאדים."

ציר זמן של ההיסטוריה של המאדים

מציאת עדויות לחיים עתיקים על כוכב אחר יהיה הישג מדעי יוצא דופן, אבל יש עוד שג'זרו יכול לספר לחוקרים. תעלומה מתמשכת אחת לגבי מאדים היא בדיוק בני כמה תצורות הסלע שלו, ומתי בדיוק שונות אירועים בהיסטוריה הגיאולוגית שלו - כמו התקופה שבה היו מים על פניו - למעשה קרה.

כדי לנסות להבין את ההיסטוריה הגיאולוגית של מאדים, גיאולוגים מסתכלים על מכתשים כמו Jezero, שנוצרים על ידי אירועי פגיעה, ולנסות לדמות כמה סבירות שההשפעות היו בנות, בהתבסס על מכתשי פגיעה שצפינו במקומות אחרים כמו ירח.

"אנחנו מסוגלים לתארך אותם במובן יחסי באמצעות כרונולוגיה של המכתשים מהירח ודגימות שלנו הוחזר מאפולו," אמר סטאק מורגן, "אבל זה דבר אקסטראפולציה שהחלנו עליו מַאְדִים. יש הרבה שאלות לגבי מתי באמת קרו דברים על מאדים"

כדי לענות על שאלות אלה, גיאולוגים נואשים לשים את ידם על מדגם של סלע געשי. זה נוצר כאשר לבה מותכת מתקשה לסלע מוצק, וזה לא יסולא בפז עבור תיארוך כי הם יכולים לקרוא מתי המעבר הזה מלבה לסלע קרה. זה יכול לתת תאריך מדויק לאירועים כמו שתי ההשפעות שיצרו את המכתש.

לג'זרו יש את הסלעים הוולקניים האלה ממש ליד הדלתא של הנהר. אז התמדה תאסוף דגימה ותאטום אותה בצינור לחזרה בסופו של דבר לכדור הארץ מתחת ל תוכנית החזרת דגימות של מאדים, וגיאולוגים יוכלו סוף סוף להצמיד ציר זמן של מאדים הִיסטוֹרִיָה.

הסלעים העתיקים ביותר על מאדים או כדור הארץ

עם זאת, לא רק ההיסטוריה של מאדים אנחנו יכולים ללמוד עליה. אולי אפילו נלמד על ההיסטוריה של מערכת השמש כולה.

מאדים היה פעיל מאוד בהיסטוריה המוקדמת שלו, ויש לו כמה סלעים עתיקים ביותר שעדיין נראים על פני השטח שלו. אנו יכולים לראות כמה מאלה סביב שפת מכתש יזרו במרבצים עצומים בגודל בית הנקראים מגהברצ'יה, אשר שוגרו לאוויר בעקבות הפגיעה שיצרה את המכתש. הסלעים האלה נחשבים בסביבה של ארבעה מיליארד שנים, מה שהופך אותם לא רק לחלק מהסלעים העתיקים ביותר על מאדים אלא פוטנציאליים אפילו יותר מהסלעים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ.

הסיבה לכך היא שלכדור הארץ יש פנים פעיל, עם טקטוניקת לוחות שממחזרת סלעים והורסת חלק ניכר מתקליט הסלע. אולם פנים מאדים אינו פעיל מבחינה טקטונית, כך שהסלעים שם נמשכים הרבה יותר לפרקי זמן.

"על מאדים, 50 אחוז מכדור הארץ הוא בן שלושה וחצי מיליארד שנים או יותר. אז יש תיעוד נרחב זה של זמן מערכת השמש הקדומה שנשמר על מאדים, שפשוט לא נמצא כאן על כדור הארץ", אמר סטאק מורגן. "מאדים הוא מקום נהדר ללכת אליו כדי ללמוד על מערכת השמש המוקדמת."

הקסם של ג'זרו

לכל אחת מהסביבות השונות יש מה להציע לחוקרים: הדלתא לחיפוש אחר חיים עתיקים, מרבצי הקרבונט עבור ללמוד על האקלים של מאדים, סלעים געשיים לתקופות תיארוך בהיסטוריה של מאדים, והסלעים העתיקים ביותר ללמוד על השמש המוקדמת מערכת.

לדלתות יש תכונה שימושית נוספת, שכן הן מלאות בסלעים ממקומות אחרים שנישאו על ידי הנהר. "דלתות משרתות את המטרה הנהדרת באמת של להפגיש דגימות סלע ממרחקים רחוקים, הרבה מחוץ למכתש. במובנים מסוימים, הנהר והדלתא עשו עבורנו את איסוף הסלעים שלנו", אמר סטאק מורגן.

למרות שלסלעים אלו אין את ההקשר שהיה לדגימה באתר, הם מאפשרים לחוקרים לקבל א הצצה למגוון הסלעים העתיקים שהיו קיימים בשטח הרבה יותר גדול ממה שרובר יכול היה לַחקוֹר.

וזה הקסם של Jezero - יש לו את כל המטרות האלה, שכל אחת מהן תהיה חשובה בפני עצמה, כולן קרובות מספיק כדי שיבקרו בהן רובר אחד.

"אתה משלב את הקרבונטים והפוטנציאל שיש להם, מרבצי הדלתא ומרבצי האגם הם מקום מצוין לחפש בו סימני חיים עתיקים, ואז יש לך את הסלעים הוולקניים. וכל זה נמצא בגבולות הרובר של Perseverance", אמר סטאק מורגן. "יש לך את כל הדברים האלה בהישג יד של משימת מאדים אחת."

טאצ'דאון קרוב

כמיקום מיוחד כל כך, אתה עשוי לתהות מדוע נאס"א לא שלחה רובר ל-Jezero בעבר - כמו רובר Curiosity שחוקר כעת את מכתש גייל. הסיבה לכך היא ש-Jezero לא היה נגיש בעבר בגלל תנאי נחיתה לא בטוחים. ל-Jezero יש מאפיינים כמו דיונות חול, מדרונות תלולים והרבה סלעים מפוזרים, שהיו יוצרים סכנת נחיתה עבור הרוברים הקודמים.

אבל התמדה חמושה בא מערכת נחיתה חדשה, הנקרא Terrain Relative Navigation, המשתמש במצלמה ובמפות המשולבות כדי לזהות מקום בטוח לנחיתה גם בין המפגעים הללו. טכנולוגיית הנחיתה הפכה כעת כל כך מתוחכמת שמדענים יכולים לבחור את האתר המעניין ביותר לחקירה, ומהנדסים יכולים לומר שהם בטוחים שהם יכולים להנחית את הרובר שם.

למרות זאת, נחיתת רובר היא עדיין פעולה מורכבת ומורכבת ביותר, שכולם מחזיקים לה אצבעות. סטאק מורגן אמרה שהיא "כדור של עצבים" לגבי הנחיתה, אבל היא מתרגשת מאוד שהרובר יתחיל במשימתו.

עם כל כך הרבה גילויים פוטנציאליים מונחים על הכתפיים הרובוטיות של הרובר, אנחנו גם נחזיק אצבעות לנחיתה בטוחה ולמשימה מוצלחת.

המלצות עורכים

• נסיעה קוסמולוגית: הלוגיסטיקה המסובכת של העלאת אנשים על מאדים
• השלמת הנעה: איך נביא בני אדם למאדים
• תחנות כוח בכוכבי לכת אחרים: איך ניצור חשמל על מאדים
• הידרציה לקציר: כיצד מתיישבים עתידיים ייצרו ויאספו מים על מאדים
• אסטרו חקלאות: איך נצמיח יבולים על מאדים