Зашто је кратер Језеро најузбудљивије место на Марсу

Када НАСА-ин ровер Персеверанце ове недеље слети на Марс, започеће један од најамбициознијих научних подухвата који се могу замислити: тражење доказа да је живот некада еволуирао у ванземаљском свету. Научници су прилично сигурни да на Марсу сада ништа не живи, али мисле да је могло бити у једном тренутку у историји планете - и ровер посећује локацију звану кратер Језеро да би научио више.

Можда сте чули да је истрајност трагајући за знацима древног живота, а можда сте чак и чули да иде ка Језеру јер је то главна мета у тој потрази.

Али зашто су научници толико заинтересовани да иду на ову одређену локацију? Како погађате где је живот могао еволуирати пре милиона или милијарди година, на ванземаљској планети? Шта Језеро чини тако посебним?

Разговарали смо са стручњаком за геологију Марса, Катие Стацк Морган из НАСА-ине лабораторије за млазни погон, да сазнамо.

Потрага за животом је у току

Главни цртеж кратера Језеро је оближње лежиште делте. Пре милионима година, Марс је имао обиље течне воде на својој површини, а пејзаж је био прошаран рекама и долинама. То је значило да су се кратери попут Језера напунили водом, а када је вода утекла у кратер из реке, формирала је делту која се може упоредити са делтом Мисисипија на Земљи.

Делте су невероватне мете за тражење знакова живота, и зато што пружају удобност окружење за настанак живота и зато што концентришу органску материју на начин који олакшава да се открити.

Међутим, као у основи сваки аспект истраживања Марса, није тако једноставно као проналажење структуре која изгледа као делта и лов на то. То је зато што је тешко испричати историју воде на планети која је сада тако сува.

Када погледамо показатеље да је некада постојала вода, „питање које имамо је: да ли је та вода била ту дуго времена?“ Стацк Морган је објаснио. Да би се створили услови погодни за настанак живота како га разумемо, најбољи услови би били топла, плитка вода која остаје хиљадама година или дуже. Кратка поплава воде која брзо испарава неће га прекинути.

Стацк Морган је упоредила ову ситуацију са локацијом у њеној држави, Долином смрти у Калифорнији. Тамо је углавном суво, али повремено пада киша - а када падне, вода се налази у базенима неколико дана и може формирати структуре које се називају алувијални лепези пре него што испари.

Након што је сва вода испарила, алувијални лепезасти наноси личе на наслаге делте. Али они се формирају периодима воде на површини који су сувише кратки да би подржали настанак живота. Дакле, то је велико питање: када видимо ове облике лепеза на Марсу, да ли су то делте или алувијални лепези?

Овде долази Језерово тајно оружје. Кратер има излазну долину, дубоки кањон исклесан водом која је текла из кратера када се напунила и излила. Због присуства ове долине, истраживачи могу бити сигурни да није било само мало воде у Језеро: Било је довољно да се кратер напуни и да се вишак воде издуби у дужем временском периоду.

„То је оно што Језеро чини тако узбудљивим за нас“, рекао је Стацк Морган. „Зато што поред тога што мислимо да је делта, имамо и непобитне доказе да је тамо било језеро, јер имамо излазну долину.

Та испустна долина је посебна реткост. Постоји много других кратера на Марсу са нечим што се чини делтама, као што је кратер Гале где истражује ровер Цуриосити, али они немају излазе. Као резултат тога, истраживачи никада не могу бити потпуно сигурни да је оно што виде заиста показатељ да је вода присутна дуже време.

Насупрот томе, у Језеру, истраживачи могу бити сигурни да се кратер напунио водом и прелио, те да је имао воде за оно што се назива геолошки значајан временски период. Када је у питању био задатак одабира места за слетање за Упорност, „та додатна сигурност је оно што је помогло да Језеро пређе циљну линију“, рекао је Стек Морган.

Упорност има за циљ да слети тачно испред ове делте и почне да трага за знацима живота.

Знакови у стенама

Ако Персеверанце пронађе доказ да је некада постојао живот на Марсу, мало је вероватно да ће изгледати као потпуни фосил сложеног организма попут трилобита. Живот на планети можда никада није толико напредовао у својој еволуцији. Уместо тога, доказ о животу би највероватније био у облику фосилизованог листа бактерија који се зове микробна простирка.

„Микроби су способни да за собом оставе знакове који су већи од микроскопских“, објаснио је Стек Морган. "То је једна од сјајних ствари о њима."

Пронашли смо упоредиве фосилизоване микробне простирке на Земљи, које формирају карактеристичне облике у стенама у слојевима између седимента. Постоје и други, неоргански начини на које се ови облици могу формирати, тако да није лако рећи да ли је дати облик настао управо животом. Али гледањем на трагове као што су дебљина различитих слојева изнад и испод потенцијалне простирке и да ли су они у складу на оно што би се очекивало од физичких услова, геолози могу закључити да ли их је вероватно створио живот форме.

„Ако бисмо са Персеверанцеом пронашли убедљивог кандидата за фосилизовану микробну простирку, са органским материјама које се смењују у различитим слојевима, са минералима попут силицијум диоксида или гвожђа, минерали које Знам да микроби воле да се користе у својим животним процесима и метаболизму, и видели смо да се наизменично на начин који иначе није очекивао, онда бих била срећна“, рекла је она, пре него што је исправила она сама. „Не само срећан, то би било потцењивање века! Осећао бих се као да смо пронашли знак древног живота на Марсу.

Карбонатна мистерија

Делта није једино место где ће Упорност ловити живот. Још једна карактеристика у близини места слетања Персеверанцеа су наслаге карбонатних минерала који су идентификовани из орбите. Ове соли настају из реакција угљен-диоксида у атмосфери и воде на површини.

„Имамо места на Земљи где се то дешава, попут Бахама“, објаснио је Стек Морган. „Када размишљате о Бахамима, то су топле, плитке воде које врве од живота на гребену. И док не знамо да су на Марсу постојали гребени, постоји сличан интерес за карбонате као астробиолошки циљ, јер ако се карбонати формирају у води, то је коначно подржавајући живот.” Присуство карбоната сугерише да вода која се налазила у кратеру Језеро није била превише кисела и да је могла бити угодно окружење за живот.

И не само то, карбонати су такође одлични у очувању знакова живота. Дакле, лов кроз ове наслаге је одлично место за тражење древног живота, али постоји и друго геолошко питање. Атмосфера Марса је првенствено састављена од угљен-диоксида и некада је била гушћа него данас, а знамо да је некада на површини било пуно течне воде. Али наслаге карбоната на површини су ретке. "Дакле, постојало је питање где су сви карбонати?" Стацк Морган је рекао. „Ако смо некада имали ову гушћу атмосферу богату ЦО2, постоји ово карбонатно питање које недостаје.

Проналажење одговора на то питање може нам помоћи да разумемо историју марсовске климе. „Проучавамо карбонате овде на Земљи да бисмо открили ствари као што су: да ли је било топло или хладно у протерозоику, пре 3 милијарде година? Карбонати су заиста добри у очувању климатских сигнала", рекла је она. „Дакле, карбонати су за нас заиста узбудљиви, и из астробиолошке перспективе и њихове везе са животом, али и као записничари еволуције древне климе на Марсу.

Временска линија марсовске историје

Проналажење доказа о древном животу на другој планети било би изванредно научно достигнуће, али има још тога што Језеро може рећи истраживачима. Једна трајна мистерија о Марсу је тачно колико су старе његове стенске формације и када су различите догађаје у његовој геолошкој историји – као што је период у коме је на њеној површини била вода – заправо десило.

Да би покушали да разумеју геолошку историју Марса, геолози посматрају кратере попут Језера, који настају услед удара, и покушајте да моделирате колико су удари вероватно стари, на основу ударних кратера које смо приметили на другим местима као што је месец.

„У могућности смо да их датирамо у релативном смислу користећи хронологију кратера са Месеца и узорке које смо враћено из Аполла“, рекао је Стек Морган, „али то је екстраполирана ствар на коју смо применили Марс. Постоји много питања о томе када су се ствари заиста десиле на Марсу”

Да би одговорили на ова питања, геолози очајнички желе да се дочепају узорка вулканске стене. Ово се формира када се растопљена лава стврдне у чврсту стену, и од непроцењиве је вредности за датирање јер могу да прочитају када се догодио овај прелаз са лаве на стену. То може дати тачан датум за догађаје као што су два удара која су створила кратер.

Језеро има ове вулканске стене у непосредној близини делте реке. Дакле, Персеверанце ће узети узорак и затворити га у епрувету за евентуални повратак на Земљу испод Програм повратка узорка Марса, а геолози ће моћи коначно да одреде временску линију Марса историје.

Најстарије стене на Марсу или Земљи

Међутим, не можемо научити само о историји Марса. Можда бисмо чак научили о историји целог Сунчевог система.

Марс је био веома активан у својој раној историји и има неке изузетно древне стене које су још увек видљиве на његовој површини. Неке од њих можемо видети око обода кратера Језеро у огромним наслагама величине куће званим мегабреча, које су лансиране у ваздух услед удара који је створио кратер. Сматра се да су ове стене старе око четири милијарде година, што их чини не само једним од најстаријих стена на Марсу, већ потенцијално чак и старијим од најстаријих стена на Земљи.

То је зато што Земља има активну унутрашњост, са тектоником плоча која рециклира стене и уништава велики део стенског записа. Унутрашњост Марса је, међутим, тектонски неактивна, тако да стене тамо трају много дуже.

„На Марсу је 50 одсто планете старо три и по милијарде година или више. Дакле, постоји овај опсежан запис о раном времену Сунчевог система сачуван на Марсу који једноставно није овде на Земљи“, рекао је Стек Морган. „Марс је одлично место за учење о раном Сунчевом систему.

Чаролија Језера

Свако од различитих средина има нешто да понуди истраживачима: делту за потрагу за древним животом, карбонатне наслаге за учење о марсовској клими, вулканским стенама за периоде датирања у историји Марса и најстаријим стенама за учење о раним соларним система.

Делте имају и још једну корисну особину, јер су пуне камења са других локација које је река носила. „Делте служе овој заиста сјајној сврси окупљања узорака стена са далеких удаљености, далеко изван кратера. На неки начин, река и делта су за нас скупљале камење“, рекао је Стек Морган.

Иако ове стене немају контекст који би био узорак на лицу места, они омогућавају истраживачима да добију увид у разноликост древних стена које су постојале на много већој површини него што би ровер могао истражити.

И то је магија Језера – оно има све ове мете, од којих би свака за себе била непроцењива, све довољно близу да их посети један ровер.

„Комбинујете карбонате и потенцијал који имају, наслаге делте и језерске наслаге су одлично место за тражење знакова древног живота, а онда имате вулканске стене. И ово је све у кругу ровера Персеверанце“, рекао је Стек Морган. "Све ове ствари имате у домету једне мисије на Марс."

Тачдаун је неизбежан

Као таква посебна локација, могли бисте се запитати зашто НАСА раније није послала ровер на Језеро – попут ровера Цуриосити који тренутно истражује кратер Гале. То је зато што је Језеро раније било неприступачно због несигурних услова за слетање. Језеро има карактеристике попут пешчаних дина, стрмих падина и пуно разбацаног камења, што би створило опасност од слетања за претходне ровере.

Али истрајност је наоружана а нови систем слетања, под називом Релативна навигација терена, која користи камеру и карте на броду да идентификује безбедно место за слетање чак и међу овим опасностима. Технологија слетања је сада постала толико софистицирана да научници могу да изаберу најзанимљивије место за истраживање, а инжењери могу да кажу да су уверени да тамо могу да слете ровер.

Упркос томе, слетање ровера је и даље замршена, масивно сложена операција за коју сви држе палчеве. Стацк Морган је рекла да је била "кугла живаца" због слетања, али је дубоко узбуђена што ће ровер започети своју мисију.

Са толико потенцијалних открића која почивају на роботским раменима ровера, такође ћемо држати палчеве за безбедно слетање и успешну мисију.

Препоруке уредника

• Космолошко путовање: незгодна логистика постављања људи на Марс
• Савршен погон: Како ћемо одвести људе на Марс
• Електране на другим планетама: Како ћемо производити електричну енергију на Марсу
• Сакупљање хидратације: Како ће будући досељеници стварати и сакупљати воду на Марсу
• Астропољопривреда: Како ћемо узгајати усеве на Марсу