Το Curiosity μόλις έμαθε ότι ο κρατήρας Gale μπορεί κάποτε να είχε μια τεράστια αλμυρή λίμνη

Ρηχή λίμνη με ράβδους άμμου και χωρίς εμφανή σημάδια ζωής γύρω της, με βουνά στο βάθος κάτω από τον γαλάζιο ουρανό.

Η αλατιέρα Quisquiro στο Altiplano, Νότια Αμερική. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό μπορεί να είναι παρόμοιο με τη λίμνη (ες) που υπήρχε κάποτε στον κρατήρα Gale στον Άρη. Εικόνα μέσω Maksym Bocharov/NASAΤο


Πριν από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια,Κρατήρας Γκέιλστον Άρη κρατούσε μια λίμνη ή μια σειρά από λίμνες. Υπήρχε ακόμη και ένας ποταμός που κάποτε τροφοδοτούσε αυτή τη λίμνη. Αυτό είναι το συμπέρασμα των επιστημόνων που εργάζονται με δεδομένα από τη NASARover περιέργειαςστον Άρη, που προσγειώθηκε μέσα στον κρατήρα Gale τον Αύγουστο του 2012 και από τότε εξερευνά την περιοχή. Τώρα, μια νέα μελέτη δεδομένων Curiosity από επιστήμονες της NASA πρόσθεσε περισσότερα κομμάτια στο παζλ για το πώς ήταν οι συνθήκες στον αρχαίο Άρη.

NASAανακοινώθηκεη μελέτη στις 19 Μαΐου 2020. Τομε αξιολόγηση από ομοτίμουςέγγραφο που περιγράφει λεπτομερώς αυτά τα ευρήματα ήτανπου δημοσιεύθηκεστις 27 Ιανουαρίου στο περιοδικόΦύσηΤο


Τα αποτελέσματα προέρχονται από μια ολοκληρωμένη ανάλυση δεδομένων από ένα πολυετές πείραμα στο rover, σε ένα εργαστήριο χημείας που ονομάζεται Sample Analysis at Mars (Ο ΣΑΜ). Η SAM αναλύει τη χημεία και τα ανόργανα άλατα σε δείγματα πετρωμάτων, συμπεριλαμβανομένωνΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ- τα δομικά στοιχεία της ζωής - για να προσδιοριστεί η δυνατότητα κατοίκησης αυτού του τμήματος του Άρη νωρίς στην ιστορία του. Αυτή η δοκιμή έχει επιβεβαιώσει προηγουμένως άφθονο υγρό νερό στο παρελθόν, καθώς και μια ποικιλία οργανικών μορίων που διατηρούνται σε βράχους του Άρη.

Πολύχρωμο διάγραμμα στρωμάτων της επιφάνειας του Άρη με μεγάλα βέλη και σχολιασμούς κειμένου.

Διάγραμμα του προτεινόμενου κύκλου άνθρακα στον Άρη. Με λίγο νερό και χωρίς άφθονη επιφανειακή ζωή στον πλανήτη, ο κύκλος είναι αρκετά διαφορετικός από αυτόν στη Γη. Εικόνα μέσω Lance Hayashida/ Caltech/NASAΤο

Σύνθετο μηχανικό και ηλεκτρικό όργανο που κάθεται σε ένα εργαστήριο - χρυσό πλαίσιο, γεμάτο με εξαρτήματα και καλωδίωση.

Το όργανο SAM στο Goddard Space Flight Center (GSFC), πριν τοποθετηθεί στο Curiosity για το ταξίδι στον Άρη. Εικόνα μέσωNASA/ GSFC.

Η τελευταία ανάλυση βρήκε στοιχεία για μια προηγούμενη καλυμμένη με πάγο λίμνη στον κρατήρα Γκέιλ, που πιστεύεται ότι υπήρχε σε μια ψυχρότερη περίοδο μεταξύ δύο θερμότερων περιόδων.Χέδερ Φραντς, γεωχημικός στο Goddard Space Flight Center (GSFC) που ηγήθηκε της νέας μελέτης, είπε σεδήλωση:




Κάποια στιγμή, το επιφανειακό περιβάλλον του Άρη πρέπει να γνώρισε μια μετάβαση από το να είναι ζεστό και υγρό σε κρύο και ξηρό, όπως συμβαίνει τώρα, αλλά πότε και πώς συνέβη αυτό εξακολουθεί να είναι ένα μυστήριο.

Τα στοιχεία υποστηρίζουν την ιδέα ότι το κλίμα του Άρη εναλλάσσεται μεταξύ θερμότερου και ψυχρότερου πριν τελικά γίνει μόνιμα κρύο και ξηρό όπως το βλέπουμε σήμερα. Αλλαγές στοαξονική κλίσητου πλανήτη και η ηφαιστειακή δραστηριότητα θα μπορούσαν να έχουν παίξει σημαντικό ρόλο σε αυτήν την αστάθεια. Πράγματι, οι χημικές και ορυκτολογικές αλλαγές στα πετρώματα του Άρη το δείχνουν επίσης αυτό, με ορισμένα στρώματα βράχων να σχηματίζονται σε θερμότερες συνθήκες, αλλά άλλα σε ψυχρότερα κλίματα.

Μεγάλη στρογγυλή τρύπα σε κοκκινωπό πορτοκαλί τοπίο γεμάτη με νερό και περιτυλιγμένη από τις άκρες του κρατήρα.

Η ιδέα του καλλιτέχνη για τον κρατήρα Gale όταν γέμισε από μια λίμνη πριν από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια. Το Rover Curiosity είχε προηγούμενα στοιχεία για τη λίμνη ή σειρά λιμνών με την πάροδο του χρόνου. Τώρα μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι η λίμνη θα μπορούσε να είχε καλυφθεί από πάγο κατά τη διάρκεια ψυχρότερων περιόδων κλίματος. Εικόνα μέσωNASA/ JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS.

Πώς λοιπόν η Φραντς και η ομάδα της βρήκαν τα στοιχεία για μια λίμνη καλυμμένη με πάγο;


Πάνω από πέντε χρόνια, το Curiosity συγκέντρωσε 13 δείγματα βράχου και σκόνης. Από αυτά, τα αέρια διοξείδιο του άνθρακα και οξυγόνο εξήχθησαν εντός του SAM. Κάθε δείγμα θερμάνθηκε στους 1.650 βαθμούς Φαρενάιτ (900 βαθμούς Κελσίου), προκειμένου να απελευθερωθούν τα παγιδευμένα αέρια. Οι θερμοκρασίες του φούρνου SAM τότε παρείχαν ενδείξεις σχετικά με τα είδη ορυκτών από τα οποία προέρχονταν τα αέρια. Αυτό παρείχε μια εικόνα για τον κύκλο άνθρακα του Άρη, όπου το αέριο ανταλλάσσεται μεταξύ της κάτω επιφάνειας του Άρη, των επιφανειακών πετρωμάτων, των πολικών καπακιών, του νερού και της ατμόσφαιρας. Ενώ ο Άρης έχει ακόμη έναν κύκλο άνθρακα σήμερα, είναι πολύ διαφορετικός από αυτόν της Γης, αφού έχει λίγο νερό και άφθονη επιφανειακή ζωή. Οπως καιΠολ Μαχάφι, κύριος ερευνητής στο SAM,εξήγησε:

Παρ 'όλα αυτά, η ποδηλασία άνθρακα εξακολουθεί να συμβαίνει και είναι ακόμα σημαντική επειδή δεν βοηθά μόνο στην αποκάλυψη πληροφοριών σχετικά με το αρχαίο κλίμα του Άρη. Μας δείχνει επίσης ότι ο Άρης είναι ένας δυναμικός πλανήτης που κυκλοφορεί στοιχεία που αποτελούν τα δομικά στοιχεία της ζωής όπως τον ξέρουμε.

Ο Άρης δεν φαίνεται να έχει πολλάανθρακικά άλατααριστερά - ορυκτά που αποτελούνται από άνθρακα και οξυγόνο - που θα ήταν στοιχεία για τον Άρη που κάποτε είχε πολύ παχύτερη ατμόσφαιρα, πιθανώς κυρίως διοξείδιο του άνθρακα όπως σήμερα. Μια τέτοια ατμόσφαιρα θα χρειαζόταν για να εξηγήσει πώς ο πλανήτης θα μπορούσε κάποτε να έχει λίμνες και ποτάμια μεγάλης διάρκειας. Όμως, παρόλο που τα ανθρακικά μπορεί να είναι αραιά εκεί που προσγειώθηκε το Curiosity, αυτά που έχει βρει μέχρι τώρα παρείχαν πολύτιμες ενδείξεις για το αρχαίο κλίμα του Άρη.

Δύο περιστρεφόμενα σετ ραβδιών που συνδέουν μικρές μπάλες, που αντιπροσωπεύουν απλά μόρια και σχολιασμούς κειμένου.

Σύγκριση μορίου ανθρακικού και μορίου οξαλικού. Εικόνα μέσω James Tralie/NASA/ Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard.


Με την εξέταση τουισότοπατου οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα - εκδόσεις κάθε στοιχείου με διαφορετικέςμοριακές μάζες- οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν ποιες χημικές διεργασίες ενεπλάκησαν στο σχηματισμό των πετρωμάτων, συμπεριλαμβανομένου του ενδεχομένου να έχει εμπλακεί κάποια βιολογική δραστηριότητα, όπως συμβαίνει στη Γη. Η ανάλυση έδειξε ότι σε μερικά από τα ανθρακικά, τα ισότοπα οξυγόνου ήταν ελαφρύτερα από αυτά που βρέθηκαν στην ατμόσφαιρα του Άρη.

Γιατί είναι σημαντικό; Υποδηλώνει ότι τα ανθρακικά άλατα σχηματίστηκαν σε μια κρύα, πιθανότατα καλυμμένη με πάγο λίμνη. Εάν τα ανθρακικά είχαν σχηματιστεί σε μια θερμότερη λίμνη, τότε τα ισότοπα θα έπρεπε να ήταν στην πραγματικότητα ελαφρώς βαρύτερα από αυτά του αέρα. Οι ερευνητές λένε ότι ο πάγος μπορεί να έχει απορροφήσει τα βαριά ισότοπα οξυγόνου, αφήνοντας πίσω τα ελαφρύτερα που τελικά θα βρίσκονταν στα ανθρακικά.

Αυτό είναι όμως αμήχανο, διότι μπορεί να σημαίνει ότι η ατμόσφαιρα ήταν ακόμα πιο λεπτή από ό, τι πιστεύαμε. Αλλά χωρίς μια παχύτερη, πιο ζεστή ατμόσφαιρα, πώς θα μπορούσαν να υπήρχαν λίμνες, ποτάμια και ίσως ακόμη και ένας ωκεανός του βόρειου ημισφαιρίου τότε, όπως έδειξαν άλλες μελέτες;

Η απάντηση μπορεί να έχει τη μορφή ορυκτών που ονομάζονταιοξαλικάΤο Η Franz και η ομάδα της προτείνουν ότι μέρος του άνθρακα μπορεί να έχει αποθηκευτεί σε οξαλικά παρά σε ανθρακικά. Οι θερμοκρασίες στις οποίες απελευθερώθηκε το διοξείδιο του άνθρακα από μερικά δείγματα μέσα στο SAM ήταν πολύ χαμηλές για τα ανθρακικά άλατα, αλλά ακριβώς για τα οξαλικά. Οι αναλογίες ισοτόπων άνθρακα και οξυγόνου που βρέθηκαν υποστηρίζουν επίσης αυτήν την υπόθεση.

Χαμογελαστή νεαρή γυναίκα με μαλλιά μέχρι τους ώμους και αφίσες στο παρασκήνιο.

Heather Franz στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA, ο οποίος ηγήθηκε της νέας μελέτης. Εικόνα μέσω NASA/GSFCΤο

Αν μπορούσε να αποδειχθεί ότι εμπλέκονται οξαλικά, αυτό θα ήταν ενδιαφέρον, καθώς είναι το πιο κοινό ορυκτό που παράγεται από τη φυτική ζωή στη Γη, που συντίθεται από την ατελή οξείδωση τουυδατάνθρακεςΤο Αυτό από μόνο του δεν θα αποδείξει τη ζωή στον πρώιμο Άρη, ωστόσο, καθώς μπορούν επίσης να παραχθούν από την αλληλεπίδραση διοξειδίου του άνθρακα με επιφανειακά ορυκτά (ανόργανους ή οργανικούς καταλύτες), νερό και ηλιακό φως. Αυτή είναι μια διαδικασία που «κοροϊδεύει» τη φωτοσύνθεση, που ονομάζεταιαβιοτική φωτοσύνθεσηΤο Μπορεί ακόμη και να άνοιξε το δρόμο για τη χρήση της πραγματικής φωτοσύνθεσης από μικρόβια στη Γη.

Επιπρόσθετη ανάλυση αυτών και των μελλοντικών δειγμάτων SAM θα ​​είναι απαραίτητη για τον περαιτέρω προσδιορισμό του ρόλου των οξαλικών, εάν υπάρχουν. Το επερχόμενοΡοβέρ επιμονήςαποστολή ναΛίμνη κρατήρα, που έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει αυτό το καλοκαίρι, θα πρέπει να είναι σε θέση να ρίξει περισσότερο φως στα ευρήματα του Curiosity. Ο κρατήρας Jezero είναι παρόμοιος με τον κρατήρα Gale στο ότι είχε επίσης μια λίμνη και ένα αρχαίο δέλτα εξακολουθεί να είναι σαφώς ορατό εκεί που κάποτε χύθηκε ένας ποταμός στη λίμνη. Η επιμονή έχει σχεδιαστεί για να αναζητά συγκεκριμένα στοιχεία για την αρχαία μικροβιακή ζωή στον Άρη, οπότε θα είναι πολύ ενδιαφέρον να δούμε τι βρίσκει.

Κατώτατη γραμμή: Μια νέα μελέτη αποτελεσμάτων από το ρομπότ Curiosity παρέχει στοιχεία για μια λίμνη καλυμμένη με πάγο που υπήρχε στον κρατήρα Gale στον Άρη.

Πηγή: Αυτόχθονες και εξωγενείς οργανικές και ποδηλασία επιφάνειας -ατμόσφαιρας που προκύπτει από ισότοπα άνθρακα και οξυγόνου στον κρατήρα Gale

Μέσω της NASA