Kāpēc Jezero krāteris ir aizraujošākā vieta uz Marsa

Kad NASA Perseverance roveris šonedēļ nolaidīsies uz Marsa, tas sāks vienu no vērienīgākajiem zinātniskajiem centieniem, kādu vien var iedomāties: meklējot pierādījumus tam, ka dzīve kādreiz ir attīstījusies svešā pasaulē. Zinātnieki ir diezgan pārliecināti, ka uz Marsa tagad nekas nedzīvo, taču viņi domā, ka tas varēja būt vienā planētas vēstures punktā — un roveris apmeklē vietu, ko sauc par Jezero krāteri, lai uzzinātu vairāk.

Iespējams, esat dzirdējuši, ka neatlaidība ir meklējot senās dzīves pazīmes, un jūs, iespējams, pat esat dzirdējuši, ka tas dodas uz Jezero, jo tas šajā meklēšanā ir galvenais mērķis.

Bet kāpēc zinātnieki ir tik ieinteresēti doties uz šo konkrēto vietu? Kā jūs uzminējat, kur dzīve varētu būt attīstījusies pirms miljoniem vai miljardiem gadu uz svešas planētas? Kas padara Jezero tik īpašu?

Mēs runājām ar Marsa ģeoloģijas ekspertu Keitiju Steku Morganu no NASA Reaktīvo dzinēju laboratorijas, lai uzzinātu.

Dzīvības medības turpinās

Jezero krātera galvenā iezīme ir tuvējā deltas atradne. Pirms miljoniem gadu uz Marsa virsmas bija daudz šķidra ūdens, un ainava bija izraibināta ar upēm un ielejām. Tas nozīmēja, ka krāteri, piemēram, Jezero, piepildījās ar ūdeni, un, kad ūdens ieplūda krāterī no upes, tas veidoja deltu, kas ir salīdzināma ar Misisipi deltu uz Zemes.

Deltas ir neticami mērķi dzīvības pazīmju meklēšanai, jo tās nodrošina ērtu dzīvības rašanās vidi un tāpēc, ka tie koncentrē organiskās vielas tādā veidā, kas to atvieglo atklāt.

Tomēr, tāpat kā visi Marsa izpētes aspekti, tas nav tik vienkārši, kā atrast struktūru, kas izskatās pēc deltas, un izmedīt to. Tas ir tāpēc, ka ir grūti izstāstīt ūdens vēsturi uz planētas, kas tagad ir tik sausa.

Aplūkojot rādītājus, ka kādreiz bija ūdens, "mums rodas jautājums: vai tas ūdens tur bija ilgu laiku?" paskaidroja Staks Morgans. Lai radītu apstākļus dzīvības rašanos, kā mēs to saprotam, vislabākie apstākļi būtu silts, sekls ūdens, kas saglabājas tūkstošiem gadu vai ilgāk. Īsi ūdens plūdi, kas ātri iztvaiko, to nesagriezīs.

Steka Morgana šo situāciju salīdzināja ar vietu savā štatā Nāves ielejā Kalifornijā. Pārsvarā ir sauss, bet reizēm līst lietus, un, kad tas notiek, ūdens dažas dienas atrodas baseinos un var izveidot struktūras, ko sauc par aluviālajiem ventilatoriem, pirms tas iztvaiko.

Kad viss ūdens ir iztvaikojis, aluviālās ventilatora nogulsnes izskatās pēc delta nogulsnēm. Bet tos veido ūdens periodi uz virsmas, kas ir pārāk īsi, lai atbalstītu dzīvības rašanos. Tātad, tas ir lielais jautājums: kad mēs redzam šīs vēdekļa formas uz Marsa, vai tās ir deltas vai aluviālās vēdekļi?

Šeit parādās Jezero slepenais ierocis. Krāterim ir izplūdes ieleja, dziļš kanjons, ko izgriezis ūdens, kas izplūda no krātera, kad tas bija piepildījies un pārplūdis. Šīs izplūdes ielejas klātbūtnes dēļ pētnieki var būt pārliecināti, ka tajā nebija tikai nedaudz ūdens. Jezero: Bija pietiekami daudz, lai krāteris piepildītos un liekais ūdens varētu izkļūt no tā ilgu laiku.

"Tas padara Jezero tik aizraujošu mums," sacīja Steks Morgans. "Tā kā papildus tam, ka mums ir delta, mums ir arī neapstrīdami pierādījumi, ka tur bija ezers, jo mums ir izplūdes ieleja."

Šī izplūdes ieleja ir īpašs retums. Uz Marsa ir daudz citu krāteru ar, šķiet, deltām, piemēram, Geila krāteris, ko pēta Curiosity rover, taču tiem nav izejas. Tā rezultātā pētnieki nekad nevar būt pilnīgi pārliecināti, ka tas, ko viņi redz, patiešām liecina par ūdens pastāvēšanu ilgu laiku.

Turpretim Jezero pētnieki var būt pārliecināti, ka krāteris piepildījās ar ūdeni un pārplūda, un tajā bija ūdens, ko dēvē par ģeoloģiski nozīmīgu laika posmu. Runājot par Perseverance piezemēšanās vietas izvēli, "šī papildu noteiktība palīdzēja Jezero pārvarēt finiša līniju," sacīja Steks Morgans.

Neatlaidības mērķis ir nolaisties tieši šīs deltas priekšā, lai sāktu meklēt dzīvības pazīmes.

Zīmes klintīs

Ja Perseverance atradīs pierādījumus, ka kādreiz uz Marsa ir bijusi dzīvība, maz ticams, ka tā izskatīsies pēc tāda sarežģīta organisma fosilijas kā trilobīts. Dzīvība uz planētas, iespējams, nekad nav tik tālu progresējusi savā evolūcijā. Tā vietā dzīvības pierādījumi, visticamāk, būtu pārakmeņojušās baktēriju loksnes, ko sauc par mikrobu paklājiņu.

"Mikrobi spēj atstāt zīmes, kas ir lielākas par mikroskopiskām," skaidroja Staks Morgans. "Tā ir viena no lieliskajām lietām par viņiem."

Mēs uz Zemes esam atraduši salīdzināmus pārakmeņojušos mikrobu paklājus, kas veido atšķirīgas formas klintīs slāņos starp nogulumiem. Ir arī citi, neorganiski veidi, kā šīs formas var veidoties, tāpēc nav viegli noteikt, vai konkrēto formu ir veidojusi dzīvība. Bet, aplūkojot tādus pavedienus kā dažādu slāņu biezums virs un zem potenciālā paklāja un vai tie atbilst uz to, ko varētu sagaidīt no fiziskajiem apstākļiem, ģeologi var secināt, vai tos, iespējams, radījusi dzīvība veidlapas.

"Ja mēs ar Perseverance atrastu pārliecinošu kandidātu pārakmeņojušam mikrobu paklājam, kurā organiskās vielas mainās dažādos slāņos, ar minerāliem, piemēram, silīcija dioksīdu vai dzelzi, minerāliem, ko mēs zinu, ka mikrobiem patīk izmantot savos dzīves procesos un vielmaiņā, un mēs redzējām, ka, mainoties tā, kā citādi nebūtu gaidāms, tad es būtu laimīga,” viņa sacīja pirms labošanas. pati. “Ne tikai laimīgs, tas būtu gadsimta nepietiekams novērtējums! Es justos tā, it kā mēs būtu atraduši senas dzīvības zīmi uz Marsa.

Karbonāta noslēpums

Delta nav vienīgā vieta, kur Perseverance meklēs dzīvību. Vēl viena iezīme, kas atrodas netālu no Perseverance nosēšanās vietas, ir karbonātu minerālu atradnes, kas ir identificētas no orbītas. Šie sāļi veidojas oglekļa dioksīda reakcijās atmosfērā un ūdens reakcijās uz virsmas.

"Mums uz Zemes ir vietas, kur tas notiek, piemēram, Bahamu salas," skaidroja Staks Morgans. "Ja domājat par Bahamu salām, tie ir silti, sekli ūdeņi, kuros ir daudz rifu. Un, lai gan mēs nezinām, ka uz Marsa bija rifi, pastāv līdzīga interese par karbonātiem kā astrobioloģijas mērķi, jo, ja ūdenī veidojas karbonāti, tas ir pārliecinoši. atbalstīt dzīvi." Karbonātu klātbūtne liecina, ka ūdens, kas atradās Jezero krāterī, nebija pārāk skābs un varēja būt ērta vide dzīvības uzplaukumam.

Ne tikai tas, bet arī karbonāti lieliski saglabā dzīvības pazīmes. Tāpēc medības pa šīm atradnēm ir lieliska vieta, kur meklēt seno dzīvi, taču šeit ir arī cits ģeoloģisks jautājums. Marsa atmosfēru galvenokārt veido oglekļa dioksīds, un tā agrāk bija biezāka nekā šodien, un mēs zinām, ka kādreiz uz virsmas bija daudz šķidra ūdens. Bet karbonāta nogulsnes uz virsmas ir reti. "Tātad ir bijis jautājums par to, kur ir visi karbonāti?" Steks Morgans teica. "Ja mums kādreiz bija šī biezāka, ar CO2 bagāta atmosfēra, tad trūkst karbonāta."

Atbilžu atrašana uz šo jautājumu var mums palīdzēt izprast Marsa klimata vēsturi. "Mēs šeit uz Zemes pētām karbonātus, lai noskaidrotu, piemēram: vai proterozoika laikā pirms 3 miljardiem gadu bija silts vai auksts? Karbonāti patiešām labi saglabā klimata signālus, ”viņa teica. "Tātad karbonāti mums ir patiešām aizraujoši gan no astrobioloģijas perspektīvas, gan to saistību ar dzīvību, gan arī kā senā klimata evolūcijas reģistratori uz Marsa."

Marsa vēstures laika skala

Pierādījumu atrašana par seno dzīvi uz citas planētas būtu ārkārtējs zinātnes sasniegums, taču Jezero pētniekiem var pastāstīt vairāk. Viens no pastāvošajiem Marsa noslēpumiem ir tas, cik veci ir tā iežu veidojumi un cik tie ir dažādi notikumi tās ģeoloģiskajā vēsturē – piemēram, periods, kurā uz tās virsmas atradās ūdens – patiesībā noticis.

Lai mēģinātu izprast Marsa ģeoloģisko vēsturi, ģeologi aplūko tādus krāterus kā Jezero, ko veido trieciena notikumi, un mēģiniet modelēt, cik veci triecieni varētu būt bijuši, pamatojoties uz trieciena krāteriem, ko esam novērojuši citās vietās, piemēram, mēness.

“Mēs varam tos datēt relatīvā nozīmē, izmantojot krāteru hronoloģiju no Mēness un paraugus, ko mēs esam atvests no Apollo,” sacīja Steks Morgans, “bet tā ir ekstrapolēta lieta, ko mēs esam piemērojuši Marss. Ir daudz jautājumu par to, kad lietas patiesībā notika uz Marsa.

Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, ģeologi izmisīgi vēlas iegūt vulkānisko iežu paraugu. Tas veidojas, izkausētai lavai sacietējot cietā klintī, un tas ir nenovērtējams randiņiem, jo ​​viņi var izlasīt, kad notika šī pāreja no lavas uz akmeni. Tas var sniegt precīzu datumu tādiem notikumiem kā divi triecieni, kas radīja krāteri.

Jezero šie vulkāniskie ieži atrodas netālu no upes deltas. Tāpēc Perseverance paņems paraugu un aizzīmogos to mēģenē, lai vēlāk atgrieztos uz Zemi Marsa paraugu atgriešanas programma, un ģeologi beidzot varēs noteikt Marsa laika grafiku vēsture.

Vecākie ieži uz Marsa vai Zemes

Tomēr mēs varam uzzināt ne tikai par Marsa vēsturi. Mēs pat varētu uzzināt par visas Saules sistēmas vēsturi.

Marss savā agrīnajā vēsturē bija ļoti aktīvs, un uz tā virsmas joprojām ir redzami daži ārkārtīgi seni ieži. Mēs varam redzēt dažus no tiem ap Jezero krātera malu milzīgos, mājas lieluma nogulumos, ko sauc par megabreccia un kas tika palaistas gaisā trieciena rezultātā, kas radīja krāteri. Tiek uzskatīts, ka šie ieži ir aptuveni četrus miljardus gadu veci, padarot tos ne tikai par vienu no vecākajiem akmeņiem uz Marsa, bet, iespējams, pat vecāki par vecākajiem iežiem uz Zemes.

Tas ir tāpēc, ka Zemei ir aktīvs interjers ar plākšņu tektoniku, kas pārstrādā akmeņus un iznīcina lielu daļu iežu ierakstu. Tomēr Marsa iekšpuse ir tektoniski neaktīva, tāpēc akmeņi tur saglabājas daudz ilgāku laiku.

"Uz Marsa 50 procenti planētas ir trīsarpus miljardus gadu veci vai vecāki. Tātad uz Marsa ir saglabāts šis plašais Saules sistēmas agrīnā laika ieraksts, kura šeit uz Zemes vienkārši nav, ”sacīja Steks Morgans. "Marss ir lieliska vieta, kur doties, lai uzzinātu par agrīno Saules sistēmu."

Jezero burvība

Katrai no dažādajām vidēm ir ko piedāvāt pētniekiem: delta senās dzīves meklēšanai, karbonātu atradnes uzzināt par Marsa klimatu, vulkāniskajiem iežiem Marsa vēstures periodiem un senākajiem akmeņiem, lai uzzinātu par agrīno saules enerģiju sistēma.

Deltas ir arī vēl viena noderīga funkcija, jo tās ir pilnas ar akmeņiem no citām vietām, kuras nesa upe. “Deltas kalpo šim patiešām lieliskajam mērķim, lai savāktu iežu paraugus no tāliem attālumiem ārpus krātera. Dažos veidos upe un delta ir veikušas mūsu akmeņu savākšanu,” sacīja Steks Morgans.

Lai gan šiem akmeņiem nav tāda konteksta, kāds būtu in situ paraugam, tie ļauj pētniekiem iegūt a ieskats seno iežu daudzveidībā, kas pastāvēja daudz lielākā apgabalā, nekā varētu būt roveris izpētīt.

Un tā ir Jezero burvība – tajā ir visi šie mērķi, no kuriem katrs pats par sevi būtu nenovērtējams, visi pietiekami tuvu, lai tos varētu apmeklēt viens roveris.

"Jūs apvienojat karbonātus un to potenciālu, deltas atradnes un ezera atradnes ir lieliska vieta, kur meklēt senās dzīves pazīmes, un tad jums ir vulkāniskie ieži. Un tas viss atrodas Perseverance rover traversā, ”sacīja Steks Morgans. "Visas šīs lietas jums ir pieejamas vienas Marsa misijas ietvaros."

Piezemējums ir nenovēršams

Tā kā šī ir īpaša vieta, jūs varētu brīnīties, kāpēc NASA iepriekš nav nosūtījusi uz Jezero roveri — piemēram, Curiosity roveri, kas pašlaik pēta Geila krāteri. Tas ir tāpēc, ka Jezero iepriekš nebija pieejams nedrošu nosēšanās apstākļu dēļ. Jezero ir tādas iezīmes kā smilšu kāpas, stāvas nogāzes un daudz izkaisītu akmeņu, kas būtu radījuši nosēšanās risku iepriekšējiem roveriem.

Bet Neatlaidība ir bruņota ar a jauna nosēšanās sistēma, ko sauc par Terrain Relative Navigation, kas izmanto kameru un borta kartes, lai noteiktu drošu nolaišanās vietu pat starp šiem apdraudējumiem. Nosēšanās tehnoloģija tagad ir kļuvusi tik sarežģīta, ka zinātnieki var izvēlēties visinteresantāko vietu izpētei, un inženieri var teikt, ka ir pārliecināti, ka varēs tur nolaist roveri.

Neskatoties uz to, rovera nosēšanās joprojām ir sarežģīta, ļoti sarežģīta operācija, par kuru visi tur īkšķus. Steka Morgana sacīja, ka viņa bija “nervu kamols” par nosēšanos, taču ir ļoti satraukta, ka roveris sāks savu misiju.

Tā kā uz rovera robotizētajiem pleciem gulstas tik daudz potenciālu atklājumu, mēs arī turēsim īkšķus par drošu nosēšanos un veiksmīgu misiju.

Redaktoru ieteikumi

• Kosmoloģiska pārvietošanās: sarežģītā loģistika cilvēku nosūtīšanai uz Marsa
• Piedziņas pilnveidošana: kā mēs nogādāsim cilvēkus uz Marsu
• Elektrostacijas uz citām planētām: kā mēs radīsim elektrību uz Marsa
• Hidratācijas novākšana: kā topošie kolonisti radīs un savāks ūdeni uz Marsa
• Astrolauksaimniecība: kā mēs audzēsim labību uz Marsa