De ce craterul Jezero este cel mai interesant loc de pe Marte

Când roverul Perseverance al NASA aterizează pe Marte săptămâna aceasta, va începe unul dintre cele mai ambițioase eforturi științifice imaginabile: căutarea dovezilor că viața a evoluat cândva pe o lume extraterestră. Oamenii de știință sunt destul de siguri că nu există nimic pe Marte acum, dar cred că ar fi putut exista la un moment dat din istoria planetei – iar roverul vizitează un loc numit Craterul Jezero pentru a învăța Mai mult.

Poate ai auzit că Perseverența este în căutarea semnelor vieții anticeși poate ați auzit chiar că se îndreaptă spre Jezero, deoarece aceasta este o țintă principală în acea căutare.

Dar de ce sunt oamenii de știință atât de interesați să meargă în această locație anume? Cum ghiciți unde ar fi putut evolua viața cu milioane sau miliarde de ani în urmă, pe o planetă extraterestră? Ce îl face pe Jezero atât de special?

Am vorbit cu un expert în geologia lui Marte, Katie Stack Morgan de la Jet Propulsion Laboratory al NASA, pentru a afla.

Vânătoarea pentru viață este pornită

Principala atracție a craterului Jezero este depozitul din delta din apropiere. Cu milioane de ani în urmă, Marte avea apă lichidă din belșug pe suprafața sa, iar peisajul era presărat cu râuri și văi. Asta însemna că cratere precum Jezero s-au umplut cu apă, iar atunci când apa s-a scurs în crater dintr-un râu, a format o deltă comparabilă cu Delta Mississippi de pe Pământ.

Deltele sunt ținte incredibile pentru căutarea semnelor de viață, atât pentru că oferă un confort confortabil mediu pentru ca viața să apară și pentru că ei concentrează materia organică într-un mod care ușurează detecta.

Cu toate acestea, ca practic fiecare aspect al explorării lui Marte, nu este atât de simplu ca să găsești o structură care să arate ca o deltă și să vânezi prin asta. Asta pentru că este greu de spus istoria apei pe o planetă care este acum atât de uscată.

Când ne uităm la indicatorii că a existat odată apă, „întrebarea pe care o avem este: a fost apa aceea acolo de mult timp?” a explicat Stack Morgan. Pentru a crea condiții favorabile apariției vieții așa cum o înțelegem, cele mai bune condiții ar fi apa caldă, puțin adâncă, care să rămână mii de ani sau mai mult. Un potop scurt de apă care se evaporă rapid nu o va tăia.

Stack Morgan a comparat această situație cu o locație din statul ei, Death Valley din California. Acolo este în mare parte uscat, dar ocazional plouă - și atunci când o face, apa stă în bazine timp de câteva zile și poate forma structuri numite ventilatoare aluviale înainte de a se evapora.

După ce toată apa s-a evaporat, depozitele de ventilatoare aluviale seamănă mult cu depozitele deltei. Dar ele sunt formate din perioade de apă la suprafață care sunt prea scurte pentru a susține apariția vieții. Deci, aceasta este marea întrebare: când vedem aceste forme de ventilator pe Marte, sunt delte sau ventilatoare aluviale?

Aici intervine arma secretă a lui Jezero. Craterul are o vale de ieșire, un canion adânc sculptat de apă care curgea din crater odată ce acesta s-a umplut și s-a revărsat. Datorită prezenței acestei văi de evacuare, cercetătorii pot fi încrezători că nu era doar puțină apă în Jezero: Era suficient pentru ca craterul să se umple și pentru ca excesul de apă să-și croiască drum pe o perioadă lungă de timp.

„Asta este ceea ce îl face pe Jezero atât de interesant pentru noi”, a spus Stack Morgan. „Pentru că pe lângă faptul că avem ceea ce credem că este o deltă, avem și dovezi incontestabile că acolo a existat un lac, pentru că avem valea de evacuare.”

Valea aceea de ieșire este o raritate deosebită. Există o mulțime de alte cratere pe Marte cu ceea ce par a fi delte, cum ar fi craterul Gale unde roverul Curiosity explorează, dar nu au prize. Ca rezultat, cercetătorii nu pot fi niciodată pe deplin siguri că ceea ce văd este cu adevărat un indiciu că apa este prezentă pentru o lungă perioadă de timp.

În schimb, în ​​Jezero, cercetătorii pot fi încrezători că craterul s-a umplut cu apă și s-a revărsat și că a avut apă pentru ceea ce se numește o perioadă de timp semnificativă din punct de vedere geologic. Când a venit vorba de sarcina de a alege un loc de aterizare pentru Perseverance, „aceasta certitudine adăugată este ceea ce l-a ajutat să pună Jezero peste linia de sosire”, a spus Stack Morgan.

Perseverența își propune să aterizeze chiar în fața acestei delte pentru a începe să caute semne de viață.

Semne în stânci

Dacă Perseverance găsește dovezi că a existat odată viață pe Marte, este puțin probabil să arate ca o fosilă completă a unui organism complex precum un trilobit. Este posibil ca viața de pe planetă să nu fi progresat atât de mult în evoluția sa. În schimb, dovezile vieții ar lua cel mai probabil forma unei foi fosilizate de bacterii numite covoraș microbian.

„Microbii sunt capabili să lase în urmă semne care sunt mai mari decât microscopice”, a explicat Stack Morgan. „Acesta este unul dintre lucrurile grozave la ei.”

Am găsit covorașe microbiene fosilizate comparabile pe Pământ, care formează forme distincte în roci în straturi între sedimente. Există și alte moduri neorganice prin care aceste forme se pot forma, așa că nu este ușor de spus dacă o anumită formă a fost formată în mod specific de viață. Dar uitându-ne la indicii precum grosimea diferitelor straturi deasupra și dedesubtul covorașului potențial și dacă acestea se conformează la ceea ce ar fi de așteptat de la condițiile fizice, geologii pot deduce dacă acestea au fost probabil create de viață forme.

„Dacă ar fi să găsim cu Perseverance un candidat convingător pentru un strat microbian fosilizat, cu organice alternând în diferite straturi, cu minerale precum silice sau fier, minerale pe care le-am Știu că microbilor le place să folosească în procesele lor de viață și în metabolism și am văzut că alternând într-un mod care nu era de așteptat altfel, atunci aș fi fericită”, a spus ea, înainte de a corecta se. „Nu doar fericit, asta ar fi subestimarea secolului! Aș simți că am găsit un semn de viață antică pe Marte.”

Un mister carbonat

Delta nu este singurul loc în care Perseverența va vâna viața. O altă caracteristică din apropierea punctului de aterizare al lui Perseverance sunt depozitele de minerale carbonatice care au fost identificate de pe orbită. Aceste săruri se formează din reacțiile dioxidului de carbon din atmosferă și ale apei de la suprafață.

„Avem locuri pe Pământ unde se întâmplă asta, cum ar fi Bahamas”, a explicat Stack Morgan. „Când te gândești la Bahamas, sunt ape calde, puțin adânci, pline de viață de recif. Și, deși nu știm că au existat recife pe Marte, există un interes similar pentru carbonați ca țintă astrobiologică, deoarece dacă carbonații se formează în apă, acest lucru este concludent. susținând viața.” Prezența carbonaților sugerează că apa care se afla în craterul Jezero nu era prea acidă și ar fi putut fi un mediu confortabil pentru ca viața să înflorească.

Nu numai asta, dar carbonații sunt, de asemenea, excelenți la păstrarea semnelor de viață. Deci, vânătoarea prin aceste depozite este un loc grozav pentru a căuta viața antică, dar există și o altă întrebare geologică pe linie. Atmosfera marțiană este compusă în principal din dioxid de carbon și obișnuia să fie mai groasă decât este astăzi și știm că la un moment dat a existat apă lichidă din belșug la suprafață. Dar depozitele de carbonat la suprafață sunt rare. „Deci s-a pus întrebarea unde sunt toți carbonații?” spuse Stack Morgan. „Dacă am avut odată această atmosferă mai groasă, bogată în CO2, lipsește această întrebare despre carbonat.”

Găsirea răspunsurilor la această întrebare ne poate ajuta să înțelegem istoria climatului marțian. „Studiam carbonații aici pe Pământ pentru a afla lucruri precum: Era cald sau rece în Proterozoic, acum 3 miliarde de ani? Carbonații sunt foarte buni la păstrarea semnalelor climatice”, a spus ea. „Așadar, carbonații sunt cu adevărat incitanți pentru noi, atât din punct de vedere astrobiologic, cât și din punctul de vedere al conexiunii lor cu viața, dar și ca înregistratori ai evoluției climei antice pe Marte.”

O cronologie a istoriei marțiane

Găsirea dovezilor vieții antice pe o altă planetă ar fi o realizare științifică extraordinară, dar Jezero poate spune cercetătorilor mai multe. Un mister de durată despre Marte este exact cât de vechi sunt formațiunile sale stâncoase și exact când sunt diferite evenimente din istoria sa geologică – precum perioada în care a existat apă la suprafața sa – de fapt s-a întâmplat.

Pentru a încerca să înțeleagă istoria geologică a lui Marte, geologii se uită la cratere precum Jezero, care sunt formate prin evenimente de impact, și încercați să modelați cât de vechi ar fi probabil impacturile, pe baza craterelor de impact pe care le-am observat în alte locuri, cum ar fi lună.

„Le putem data într-un sens relativ folosind cronologia craterelor de pe Lună și mostre pe care le avem adus înapoi de la Apollo”, a spus Stack Morgan, „dar acesta este un lucru extrapolat la care am aplicat Marte. Există o mulțime de întrebări despre când s-au întâmplat de fapt lucrurile pe Marte”

Pentru a răspunde la aceste întrebări, geologii sunt disperați să pună mâna pe o mostră de rocă vulcanică. Aceasta se formează atunci când lava topită se întărește într-o rocă solidă și este neprețuită pentru datare, deoarece pot citi când a avut loc această tranziție de la lavă la rocă. Aceasta poate oferi o dată exactă pentru evenimente precum cele două impacturi care au creat craterul.

Jezero are aceste roci vulcanice chiar lângă delta râului. Așa că Perseverența va ridica o probă și o va sigila într-un tub pentru o eventuală întoarcere pe Pământ sub Programul Mars Sample Return, iar geologii vor putea, în sfârșit, să stabilească o cronologie a lui Marte istorie.

Cele mai vechi roci de pe Marte sau Pământ

Totuși, nu este doar istoria lui Marte despre care putem afla. Am putea chiar să aflăm despre istoria întregului sistem solar.

Marte a fost foarte activ în istoria sa timpurie și are câteva roci extrem de vechi încă vizibile pe suprafața sa. Putem vedea unele dintre acestea în jurul marginii craterului Jezero în depozite enorme, de mărimea unei case, numite megabrecie, care au fost lansate în aer de impactul care a creat craterul. Se crede că aceste roci se află în apropiere de patru miliarde de ani, ceea ce le face nu doar unele dintre cele mai vechi roci de pe Marte, ci potenţial chiar mai vechi decât cele mai vechi roci de pe Pământ.

Acest lucru se datorează faptului că Pământul are un interior activ, cu plăci tectonice care reciclează rocile și distrug o mare parte din înregistrările roci. Cu toate acestea, interiorul lui Marte este inactiv din punct de vedere tectonic, astfel încât rocile de acolo durează mult pentru perioade mult mai lungi de timp.

„Pe Marte, 50% din planetă are trei miliarde și jumătate de ani sau mai mult. Deci, există această înregistrare extinsă a timpului timpuriu al sistemului solar păstrată pe Marte, care pur și simplu nu este aici pe Pământ”, a spus Stack Morgan. „Marte este un loc grozav în care să mergi pentru a afla despre sistemul solar timpuriu.”

Magia lui Jezero

Fiecare dintre mediile diferite are ceva de oferit cercetătorilor: delta pentru căutarea vieții antice, zăcămintele de carbonat pentru învățare despre clima marțiană, roci vulcanice pentru perioadele de întâlnire din istoria lui Marte și cele mai vechi roci pentru a afla despre solarul timpuriu sistem.

Deltele au și o altă caracteristică utilă, deoarece sunt pline de roci din alte locații care au fost transportate de râu. „Deltele servesc acestui scop cu adevărat grozav de a reuni mostre de rocă de la distanțe îndepărtate, în afara craterului. Într-un fel, râul și delta ne-au colectat roci”, a spus Stack Morgan.

Deși aceste roci nu au contextul pe care l-ar avea un eșantion in situ, ele permit cercetătorilor să obțină o o privire asupra diversității rocilor antice care existau într-o zonă mult mai mare decât ar putea un rover explora.

Și aceasta este magia lui Jezero - are toate aceste ținte, fiecare dintre ele ar fi neprețuită în sine, toate suficient de aproape pentru a fi vizitate de un rover.

„Combini carbonații și potențialul pe care îl au, zăcământul din deltă și zăcămintele din lac fiind un loc grozav pentru a căuta semne de viață antică, iar apoi ai rocile vulcanice. Și toate acestea se află în limitele roverului Perseverance”, a spus Stack Morgan. „Aveți toate aceste lucruri la îndemâna unei singure misiuni pe Marte.”

Aterizarea este iminentă

Ca o locație atât de specială, s-ar putea să vă întrebați de ce NASA nu a mai trimis un rover la Jezero până acum – cum ar fi roverul Curiosity care explorează în prezent craterul Gale. Asta pentru că Jezero era anterior inaccesibil din cauza condițiilor nesigure de aterizare. Jezero are caracteristici precum dune de nisip, pante abrupte și o mulțime de roci împrăștiate, care ar fi creat un pericol de aterizare pentru roverele anterioare.

Dar Perseverența este înarmată cu a noul sistem de aterizare, numită Terrain Relative Navigation, care folosește o cameră și hărți de la bord pentru a identifica un loc sigur pentru a ateriza chiar și printre aceste pericole. Tehnologia de aterizare a devenit acum atât de sofisticată încât oamenii de știință pot alege cel mai interesant sit pentru explorare, iar inginerii pot spune că sunt încrezători că pot ateriza roverul acolo.

Chiar și așa, aterizarea unui rover este încă o operațiune complicată, masiv, pentru care toată lumea își ține degetele încrucișate. Stack Morgan a spus că a fost „o minge de nervi” în legătură cu aterizarea, dar este profund încântată că roverul își începe misiunea.

Cu atât de multe descoperiri potențiale care se sprijină pe umerii robotului roverului, ne vom ține, de asemenea, degetele încrucișate pentru o aterizare în siguranță și o misiune de succes.

Recomandările editorilor

• O navetă cosmologică: logistica complicată a punerii oamenilor pe Marte
• Perfecționarea propulsiei: cum vom duce oamenii pe Marte
• Centrale electrice de pe alte planete: Cum vom genera electricitate pe Marte
• Recoltarea hidratării: cum vor crea și colecta apă pe Marte viitorii coloniști
• Astroagricultura: Cum vom crește culturi pe Marte