science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Rover-bevindingen bieden een glimp van het oude landschap van Rode Planeten

Volharding maakt een selfie op Mars. Tegoed: NASA/JPL-Caltech/MSSS

CU Boulder-geoloog Lisa Mayhew is een van de wetenschappers die werken aan het herscheppen van de geschiedenis van een oud landschap dat niet zou misstaan ​​in Utah - alleen dit terrein ligt op Mars, miljoenen kilometers van de aarde.

Mayhew is lid van het wetenschappelijke team voor NASA's Mars 2020-missie, die wordt geleid door het Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. In augustus publiceerden zij en haar collega's enkele van de eerste reeksen resultaten van de verkenning van de Rode Planeet door de Perseverance rover.

De bevindingen werpen een diepe blik op Jezero Crater. Meer dan 3 miljard jaar geleden trof een grote asteroïde Mars en vormde dit geologische kenmerk dat zich bijna 30 mijl breed uitstrekt en glooiende zandduinen en steile kliffen bevat. Met behulp van een reeks wetenschappelijke instrumenten aan boord van de Perseverance rover, die ongeveer zo groot is als een SUV, zijn de onderzoekers begonnen het verleden van dat landschap te verkennen. Ze laten zien hoe stollingsgesteente de kraterbodem vormt en hoe water de rotsen hervormde in een tijd waarin meer waarschijnlijk gevuld deze regio.

"We hebben veel informatie uit de baan die ons informeert over wat we denken dat de geologie, minerologie en chemie van Mars kan zijn", zegt Mayhew, een onderzoeksmedewerker bij de afdeling Geologische Wetenschappen van CU Boulder. "Maar een rover nemen is een ongelooflijk waardevol hulpmiddel om ervoor te zorgen dat we echt begrijpen wat er gebeurt."

De nieuwe resultaten zijn een coup voor die onverschrokken machine. De Perseverance van meer dan 1 ton landde op 18 februari 2021 op Mars. Sindsdien zijn It en Mayhew druk bezig geweest. Gedurende meer dan 570 Marsdagen, of "sols", heeft de rover bijna 8 mijl van het aardoppervlak verkend. De nieuwe studies richten zich op het eerste jaar van Perseverance, dat de rover besteedde aan het onderzoeken van geologische formaties en kenmerken langs de kraterbodem, waaronder twee genaamd Máaz en Séítah.

Mayhew, die eerder alleen rotsen op aarde had bestudeerd, ziet de missie als een kans om haar vaardigheden als geoloog te vergroten en, op zijn minst plaatsvervangend, haar voeten op een andere wereld te zetten.

"Ik realiseer me soms hoe gek het is dat ik doe wat ik doe," zei ze. "Ik ben erg dankbaar dat ik de kans heb gehad om deel uit te maken van deze baanbrekende wetenschap."

Credit:JPL

In steen geschreven

Jezero Crater ziet er vandaag misschien droog en stoffig uit, maar meer dan 3 miljard jaar geleden zou het bijna onherkenbaar zijn geweest. Hier voedde water dat uit een inham stroomde een meer dat in de loop van de eeuwen groeide en kleiner werd.

Mayhew en haar collega's proberen de tijdlijn van dat nattere verleden vorm te geven.

De eerste reeks bevindingen van het team zijn gericht op twee geologische formaties, in het bijzonder:Máaz, Navajo voor 'Mars', een functie die lijkt te liggen over de grotere Séítah, Navajo voor 'tussen het zand'. Om dit terrein te bestuderen, vertrouwden de onderzoekers op verschillende instrumenten aan boord van Perseverance, waaronder SuperCam. Dit draaibare instrument zit bovenop de rover en gebruikt laserlicht om elementen te kwantificeren en mineralen in verschillende gesteenten te identificeren.

Mayhew is co-auteur van twee artikelen onder leiding van Ken Farley van het California Institute of Technology en Roger Wiens van Los Alamos National Laboratory, waarin het eerste jaar van Perseverance op Mars wordt beschreven. De onderzoeken werden op 25 augustus gepubliceerd in de tijdschriften Science en Wetenschappelijke vooruitgang . Andere onderzoeksteams publiceerden tegelijkertijd meer bevindingen van de missie.

Kaart van geologische regio's in Jezero Crater, inclusief de verwachte landingsplaats van Perseverance (groene cirkel). Krediet: ESA/DLR/FU-Berlijn/NASA/JPL-Caltech

De resultaten van de groep wijzen op een verrassende oorsprong voor deze formaties:op de kraterbodem kan een lichaam van heet, gesmolten gesteente hebben bestaan, dat zich in verschillende fasen heeft bezonken en afgekoeld, en mogelijk zowel Séítah als Máaz heeft gevormd. Als alternatief kan Máaz ook zijn gevormd toen afzonderlijke lavastromen de krater in gingen.

"Een idee is dat dit een enkel gesteente was, gevormd door magma dat ondergronds afkoelde," zei Mayhew. "Maar een ander model is dat Máaz afzonderlijk kan zijn gevormd door lava die actief op het oppervlak van Mars stroomt."

Het project raakt aan een vraag die een groot deel van haar decennialange carrière heeft gemotiveerd:hoe ontstaat het leven op enkele van de meest onwaarschijnlijke plaatsen op onze planeet?

In 2007 en 2008 voer Mayhew op onderzoekscruises die stenen verzamelden van de bodem van de Stille en Atlantische Oceaan om meer te leren over het microbiële leven in hydrothermale systemen. In 2015 nam ze deel aan een onderzoekscruise van het International Ocean Drilling Program die in de ondergrond van een hydrothermisch systeem boorde om toegang te krijgen tot actief reagerende rotsen. Op deze locaties reageren rotsen met water en produceren chemicaliën zoals waterstofgas - voedingsstoffen die levendige gemeenschappen van microben ondersteunen die op hun beurt het complexere leven kunnen ondersteunen, zoals schaaldieren en andere ongewervelde dieren.

"Mijn onderzoek is altijd gericht geweest op hoe water rotsen verandert en hoe dat proces het leven kan ondersteunen," zei Mayhew.

Een close-up van de Máaz-rotsformatie, gemaakt met het SuperCam-instrument van Perseverance. Tegoed: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS

Terugkeren naar de aarde

Om erachter te komen of rotsen in Jezero miljarden jaren geleden leven mogelijk hebben gemaakt, zullen Mayhew en haar collega's deze brokken Mars van veel dichterbij moeten bekijken - onder de microscoop in laboratoria op aarde.

Tijdens haar missie, legde ze uit, gebruikt Perseverance een boormachine om ongeveer 40 geologische monsters van Mars op te graven en ze op te slaan in afgesloten buizen. NASA werkt samen met de European Space Agency (ESA) aan afzonderlijke missies die naar Mars zullen reizen om 30 van die buizen op te halen en terug naar de aarde te brengen.

Mayhew is een van de 15 wetenschappers van het Return Sample Science-team van de missie. Zij en haar collega's werken samen met andere teamleden en de operators van Perseverance om te beslissen welke stenen de rover moet verzamelen. Tot op heden heeft het team 13 van zijn monsterbuizen gevuld, 12 met stenen en één met een monster van de atmosfeer, met plannen om binnenkort meer rotsmonsters te verzamelen. Het team heeft ook twee "getuige"-buizen verzegeld om stof en deeltjes in de atmosfeer te verzamelen, zodat onderzoekers de verontreiniging kunnen meten die tijdens het bemonsteringsproces aanwezig zou kunnen zijn.

Mayhew zei dat de overgang van een aardse geoloog naar een wetenschapper die aan een buitenaardse wereld werkt, moeilijk maar lonend was.

"Het voelde als een grote leercurve. Ik heb niet de achtergrond die veel mensen in het team hebben, vooral degenen die aan rover-missies hebben gewerkt sinds Opportunity en Spirit in de vroege jaren 2000 opkwamen," zei Mayhew . "Ik probeer constant mijn oren open te houden en ervan te leren."

In maart 2022 verliet Perseverance de kraterbodem voor wat misschien wel het meest opwindende terrein van de missie is:de delta. Hier verzamelt het team stenen die op de kraterbodem zijn afgezet toen er ooit water op Mars stroomde.

Doorzettingsvermogen, en Mayhew, vertonen geen tekenen van stoppen:"Het is een hectisch schema en we moeten in beweging blijven." + Verder verkennen

Heeft er ooit leven op Mars bestaan? NASA's Perseverance-rover vindt organisch materiaal in gesteentemonsters