NASA's Curiosity Rover volgt oude ecologische veranderingen op Mars

Wat is de geschiedenis van het klimaat op Mars en hoe waren de omstandigheden zoals lang geleden, voordat de Rode Planeet zijn atmosfeer verloor? Waren ze mogelijk gunstig voor het leven om te gebruiken?

Gegevens verzameld door NASA's Curiosity Rover in de afgelopen vijf jaar hebben wetenschappers in staat gesteld om een ​​gedetailleerd portret te maken van de geschiedenis van Gale Crater en de onderste lagen van Mount Sharp waar de rover doorheen is gegaan. Rotsen die tijdens de missie zijn bestudeerd, hebben aangetoond dat deze site ooit een modderige bodem was, gevuld met water.

Het laatste onderzoek suggereert met nog meer zekerheid dat dit ooit waarschijnlijk een bewoonbare omgeving was. De diversiteit aan mineralen in de gesteentemonsters verzameld door Curiosity zijn ook onthullende details over de oude milieuveranderingen die zich voordeden toen Mars miljoenen jaren geleden zijn atmosfeer begon af te blazen en veel van het water op het oppervlak van de planeet was verloren aan ruimte.

"We gingen naar Gale Crater om deze lagere lagen van Mount Sharp te onderzoeken die deze mineralen bevatten die uit het water neerslaan en verschillende omgevingen suggereren," zei Elizabeth Rampe, een NASA-onderzoeksmissie-wetenschapper bij Johnson Space Center en hoofdauteur van een nieuwe studie, in een persverklaring. "Deze lagen werden ongeveer 3,5 miljard jaar geleden gedeponeerd, samenvallend met een tijd op aarde toen het leven begon te groeien." We denken dat het vroege Mars vergelijkbaar was met de vroege aarde, en dus kunnen deze omgevingen bewoonbaar zijn geweest. "

De onderzoekers keken specifiek naar vier monsters die werden verzameld in de onderste lagen van Mount Sharp met behulp van de boor van de rover en bestudeerd met het chemische laboratorium aan boord, het Chemistry and Mineralogy (CheMin) -instrument. Ze keken specifiek naar de mineralogie van een gelaagde moddersteen, lacustrine genaamd, die wordt gevormd door sedimentatie van meren. (Op aarde leveren lacustriene omgevingen een belangrijke bijdrage aan de aardolieradio-gesteenten.)

GERELATEERD: Vulkanische activiteit op het oude Mars kan biologisch leven hebben geproduceerd

De verschillende lagen van een rots kunnen het verhaal vertellen van de geologische en klimaatgeschiedenis van Mars, wat informatie oplevert over de vroegere waarschijnlijkheid van bewoonbaarheid van de planeet. Bepalen wat mineralen kunnen vinden in de lagen van Martiaanse sedimentgesteenten kan ook veel gegevens opleveren over de omgeving waarin ze zijn ontstaan.

Het team zei dat de mineralen gevonden in de vier verschillende monsters sterk variëren binnen de verschillende lagen van de rotsen, wat suggereert dat er verschillende omgevingen aanwezig waren in de oude Gale-krater. Er zijn aanwijzingen voor water met een verschillende pH en andere variërende omstandigheden.

Aan de basis zijn mineralen die van vulkanische oorsprong zijn en die rijk zijn aan ijzer en magnesium, vergelijkbaar met basalt in Hawaï. Hoger in de sectie, wetenschappers zagen meer silica-rijke mineralen. In het Telegraph Peak-monster vonden wetenschappers mineralen vergelijkbaar met kwarts. In het monster van de da Vinci vonden wetenschappers tridymiet. Tridymiet wordt bijvoorbeeld op aarde gevonden in rotsen die gevormd zijn door het gedeeltelijk smelten van de aardkorst of in de continentale korst. Wetenschappers zeggen dat dit een vreemde vondst is omdat Mars nooit platentektoniek heeft gehad.

In de monsters Confidence Hills en Mojave 2 vonden wetenschappers kleimineralen, die zich in het algemeen vormen in de aanwezigheid van vloeibaar water met een bijna neutrale pH, en daarom goede indicatoren kunnen zijn van omgevingen in het verleden die leefbaar waren. Het andere mineraal dat hier ontdekt werd, was jarosite, een zout dat zich vormt in zure oplossingen. De jarosite-bevinding geeft aan dat er op enig moment in dit gebied zure vloeistoffen waren.

Bovendien zijn er verschillende ijzer-oxide mineralen in de monsters, die de oxidatie van de gesteentemineralen weerspiegelen, terwijl ze reageerden met zuurstof. Dit vertelt wetenschappers dat het water in het meer in de loop van de tijd is veranderd.

In hun krant, gepubliceerd in Earth and Planetary Science Letters, bespreken de onderzoekers twee hypotheses om deze mineralogische diversiteit te verklaren. De wateren van het meer zelf aan de basis waren oxiderend, dus ofwel was er meer zuurstof in de atmosfeer of andere factoren stimuleerden oxidatie.

Een andere hypothese is dat het grondwater in de loop van de tijd veranderde en dat de milieuomstandigheden in het meer en in het latere grondwater heel anders waren. Maar beiden boden vloeibaar water en een chemische diversiteit aan die gunstig zou kunnen zijn geweest voor het microbiële leven.

GERELATEERD: Mars-astronautenkop verdubbelt het risico op kanker zoals eerder geraamd, zegt onderzoek

"We hebben al het bewijs dat Mars ooit echt nat was, maar nu is het droog en koud," zei Rampe. "Tegenwoordig wordt veel van het water op hoge breedtegraden als ijs opgesloten in de polen en in de grond. We denken dat de rotsen die Curiosity heeft bestudeerd, oude milieuveranderingen aan het licht brachten toen Mars zijn atmosfeer begon te verliezen."

De vraag is, hoe lang was het water nog op Mars en was het lang genoeg om het leven te laten bloeien?

Deze bevindingen, samen met alle gegevens die tijdens de missie van Curiosity zijn verzameld, helpen wetenschappers een volledig beeld te krijgen van de oude Mount Sharp, waar de rotsen lijken te zijn gemaakt van het slib dat zich in de meren afspeelde.

In mijn boek, Ongelofelijke verhalen vanuit de ruimte: A Behind-the-scenes Kijk naar de missies die ons beeld van de kosmos veranderen, Projectwetenschapper Ashwin Vasavada, wetenschapsmethodiek van het Wetenschapslaboratorium, legde uit dat de verklaring die het best past bij de "morfologie" in deze regio - dat wil zeggen de configuratie en evolutie van rotsen en landvormen - is dat rivieren delta's vormden toen ze in een meer leidden. Dit gebeurde waarschijnlijk 3,8 tot 3,3 miljard jaar geleden. Het idee is dat de rivieren sediment afleverden dat langzaam de onderste lagen van Mount Sharp opbouwde.

GERELATEERD: Mars is geboren in de asteroïdengordel

"De gehele lagere paar honderd meter van Mount Sharp zijn waarschijnlijk door deze rivier- en meersedimenten vastgelegd," legde Vasavada uit."Dat betekent dat deze gebeurtenis niet honderden of duizenden jaren duurde, er waren miljoenen jaren voor nodig dat meren en rivieren aanwezig waren om langzaam op te bouwen, millimeter voor millimeter, de bodem van de berg."

Om dit mogelijk te maken, had Mars ook een dikkere atmosfeer nodig dan nu het geval is, en een samenstelling van broeikasgassen waarvan Vasavada zei dat ze nog steeds bezig zijn met uitzoeken.

Maar toen verloor Mars zijn magnetisch veld terwijl de planeet - die ongeveer half zo groot is als de aarde - sneller afkoelde. Mars verloor vervolgens zijn atmosfeer en water, wat zeer waarschijnlijk betekent dat elk leven dat begon te bloeien verloren was gegaan, waardoor Mars de droge, onvruchtbare planeet is die het vandaag is.

Vasavada merkte op dat de Curiosity Rover precies op de juiste plaats terechtkwam, omdat hier in één gebied een record staat van veel van de milieu-geschiedenis van de Rode Planeet, inclusief bewijs van een belangrijke verschuiving in het klimaat van de planeet, toen het water dat ooit Gale Crater bedekte met sediment ofwel opgedroogd of verloren aan de ruimte.