Amerykański łazik imieniem „Ciekawość” dzień w dzień od kilku lat niestrudzenie przemierza Marsa, pomagając tym samym poznać planetę i jej historię. Wspina się po górach, bada jak starożytne jeziora i podziemna wilgoć planety zmieniały się w czasie miliardów lat, jak wpływało to na zróżnicowane chemicznie środowisko i w jaki sposób sprzyjało to powstawaniu prostych form życia.
Artykuł napisała Wiktoria Szulik.
Hematyt, minerały ilaste i bor są składnikami częściej występującymi w górnych warstwach marsjańskich skał, zaś dużo mniej jest ich w warstwach dolnych, zbadanych we wcześniejszym etapie misji. Naukowcy zastanawiają się, co taki rozkład substancji może powiedzieć nam o osadach istniejących dawniej pod powierzchnią Marsa, a także o tym, jak woda przepływająca przez te skały zmieniała swój skład chemiczny i rzeźbiła teren.
Woda, zarówno ta pod powierzchnią Marsa, jak i ta na, tworząca rzeki i jeziora, zapewniała warunki sprzyjające mikroorganizmom, jeżeli takowe kiedykolwiek istniały na Czerwonej Planecie.
Efekt działania tej podziemnej wody przejawia się między innymi w obecności tzw. ”mineralnych żył”. Obiekty te uformowały się tam, gdzie pęknięcia w warstwach skał zostały wypełnione związkami chemicznymi rozpuszczonymi w wodach gruntowych. Woda wraz z rozpuszczonymi w niej składnikami oddziaływała z glebą i osadami otaczającymi pęknięcie w skale macierzystej, zmieniając tym samym skład chemiczny swój jak i otaczających skał.
Takiej różnorodności w składzie chemicznym nie ma w żadnej innej formie terenu. „Trafiliśmy w punkt” – mówi John Grotzinger z Caltech. On i inni naukowcy związani z misją Curiosity zaprezentowali wyniki ostatnich badań we wtorek, 13 grudnia 2016 roku w San Francisco, podczas jesiennego zjazdu Amerykańskiej Unii Geofizycznej. Gdy z czasem łazik badał wyżej położone, młodsze warstwy skalne, badacze byli zdumieni złożonością środowiska dawnego jeziora (w kraterze Gale’a), zarówno przed jak i po jego interakcji z wodami gruntowymi.
Reaktor chemiczny
Najważniejszą dla naukowców formą geologiczną do zbadania są dolne warstwy skalne położone w dolnej części środkowego usypiska krateru Gale’a tj. Mount Sharp. Uwarstwienie odkryte dla przyrządów badawczych łazika umożliwia badanie warunków, jakie panowały na Marsie we wczesnych etapach jego historii. Misja odniosła sukces już w pierwszym roku jej trwania. Odkryto bowiem, iż środowisko starożytnego marsjańskiego jeziora posiadało wszystkie kluczowe składniki chemiczne potrzebne do powstania życia i łatwo dostępną energię dla jego potencjalnych form. Teraz łazik schodzi w jeszcze niższe rejony Mount Sharp, żeby zbadać, jak to środowisko zmieniało się z czasem.
„Badamy już warstwy w obrębie Krateru Gale’a obrane jako cel misji” mówi Joy Crisp z NASA’s Jet Propulsion Laboratory. „Wcześniej szukaliśmy próbek dostarczających informacji o pojedynczej warstwie skalnej obranej ze względu na konkretne właściwości. Teraz «przebijamy się» przez grubą warstwę góry aby zbadać jej historię. Wiercimy wiele wgłębień aby uzyskać kompletny obraz”.
Obecny wygląd krateru Gale, który bada teraz łazik Curiosity. Choć po miliardach lat ukształtowanie okolicznego terenu znacznie się zmieniło, to pomimo ego jesteśmy w stanie „wyciągnąć” z tego wiele ważnych i ciekawych informacji.
Łazik, wspinając się po zboczu góry, wykonał cztery odwierty odległe o około 25m w okresie od czerwca do października. Choć na pierwszy rzut oka ilość wykonanej pracy brzmi kuriozalnie, to jednak należy pamiętać, że powierzchnia Czerwonej Planety nie należy do płaskich ani łatwych do pokonania.
Zmieniające się środowisko
Ważnym elementem badań zmian warunków panujących dawniej na Marsie jest analiza hematytu. Z upływem czasu zastąpił on mniej utleniony magnetyt. „Obydwie próbki są osadem, który spoczywał na dnie jeziora. Obecność hematytu wskazuje na cieplejsze warunki lub większą interakcję między atmosferą a osadami” mówi Thomas Bristow z NASA Ames Research Cente. Wzrost przepływu elektronów, powodujący utlenianie magnetytu mógł być źródłem dodatkowej energii dla prostych form życia.
Kolejną substancją znajdywaną w coraz większych ilościach przez Curiosity (dzięki zainstalowanemu na łaziku spektrografowi ChemCam) jest bor. Jego największe pokłady znajdują się w żyłach mineralnych, składających się głownie z siarczanu wapnia. „Żadna poprzednia misja nie wykryła boru na Marsie” mówi Patrick Gasda z U.S. Department of Energy’s Los Alamos National Laboratory. ”Widzimy znaczny wzrost ilości boru w żyłach, które były badane w ostatnich miesiącach” Aparatura łazika jest bardzo czuła: nawet w najbardziej bogatych w ten pierwiastek miejscach, jego stężenie w skale nie przekracza jednej dziesiątej procenta.
Pierwszy plan zdjęcia sfotografowanego przez Mastcam na łaziku Curiosity ukazuje fioletowe skały, które pojazd badał niedawno. Wzgórza w tle są następnym celem misji Curiosity. Różnorodność kolorów wskazuje na zróżnicowanie środowiska Marsa na różnych etapach jego historii.
Dynamiczny system
Bor jest mocno związany z terenami jałowymi, z których wyparowało dużo wody. Przykładem takiego miejsca na Ziemi jest np. Dolina Śmierci w USA.
Naukowcy znaleźli póki co dwa wyjaśnienia na obecność boru pozostawionego przez wody gruntowe w mineralnych żyłach. Być może parujące jezioro zostawiło duże złoża boru w młodszych partiach, do których Curiosity jeszcze nie dotarł. W takim wypadku wody gruntowe mogły przetransportować bor do niższych warstw, które obecnie bada Curiosity. Druga hipoteza zakłada, iż te same zmiany, które spowodowały wzrost ilości hematytu skutkowały również większą zdolnością boru do sedymentacji w skałach.
„Różnorodność występujących składników pozwala sądzić, iż środowisko Marsa jest bardzo dynamiczne” mówi Grotzinger. ”Osady reagowały zarówno z wodą na powierzchni, jak i pod nią. Widzimy zatem długą, skomplikowaną historię reakcji w środowisku zawierającym wodę. Im bardziej aktywne chemicznie środowisko, tym większe prawdopodobieństwo powstania w nim życia. Reakcje boru, hematytu i magnetytu mogły doprowadzić do powstania takiego właśnie środowiska.”
Curiosity jest częścią programu badań i przygotowań do załogowej misji na Marsa, planowanej przez NASA na lata 30 XXI wieku. Więcej informacji o łaziku Curiosity możesz uzyskać na stronach dotyczących Mars Science Laboratory: witrynie NASA i Jet Propulsion Laboratory, natomiast więcej o przyszłych misjach możesz dowiedzieć się tutaj.
