6 Minutės
Nauja Marso kopų analizė rodo, kad požeminiai vandenys kadaise prasiskverbė per Gale kraterio smėlius, palikdami mineralinius pėdsakus, kurie galėjo išsaugoti ankstyvos gyvybės ženklus. Niujorko universiteto Abu Dabio (NYU Abu Dhabi) mokslininkai, lygindami Curiosity marsaeigio surinktus duomenis su Žemės analogais, sudarė platesnį ir detalesnį vaizdą apie Marsą, kai jis buvo drėgnesnis ir geologiškai sudėtingesnis.
NYU Abu Dhabi atlikti tyrimai atskleidžia, kad senoviniai smėlynai Gale krateryje nebuvo vien tik vėjo nulieti sausi nuosėdų telkiniai. Vietoje to, šių kopų struktūra ir mineralinė sudėtis rodo ilgesnį ir sudėtingesnį sąveikos su gruntiniais vandenimis laikotarpį, o tai reiškia, kad Marso habitalumas galėjo tęstis kur kas ilgiau nei manyta anksčiau.
Hidden rivers beneath the sand: what the study found
Komandą, vadovaujamą Dimitros Atri iš NYU Abu Dhabi Kosminių tyrimų laboratorijos, kartu su tyrimų asistentu Vignesh Krishnamoorthy, sudarė geologai, hidrogeologai ir astrobiologai. Jų analizė atskleidžia įrodymus, kad Gale kraterio kopos nebuvo vien tik sausi, vėjo formuoti smėlynai. Per ilgus geologinius laikotarpius dalis šių smėlynų buvo iš dalies cementuota: gruntiniai vandenys juda po paviršiumi, pakildami kapiliariniu keliu per mikrotrūkius ir poras, palaipsniui sukietindami laisvą smėlį į akmenį.
Iš šio proceso išauga kelios svarbios išvados. Pirma, cheminės medžiagos, kurias paliko kilnojantis požeminis vanduo — ypač sulfatai — rodo, kad egzistavo ilgalaikiai arba periodiškai atsinaujinantys gruntinio vandens judėjimo režimai. Antra, mineralai, tokie kaip gipsas (sulfato grupės mineralas), yra gebūs užspaudžiant ir konservuojant organines molekules, todėl toks cementavimas gali išsaugoti biosignatus ar molekulines liekanas, kurios kitais atvejais būtų greitai suirę nuo UV spinduliuotės ar radiacijos.
Tarp A ir B nuotraukų, ar galite atskirti, kuri — JAE dykuma, o kuri — Marsas? (Atsakymas: A = JAE dykuma, B = Marsas).
Požeminių vandenų palikti mineralai apima gipsą — sulfato mineralą, dažnai randamą Žemės dykumose. Gipsas ir kiti druskų tipai yra svarbūs, nes jie gali užfiksuoti ir apsaugoti organines molekules nuo oksidacijos ir radiacijos poveikio. Tai iškelia klausimą apie prioritetus Marsui skirtose misijose: požeminiuose cementuotuose smėlynuose gali būti vertingų vietų ieškant cheminių fosilijų arba molekulinių gyvenimo pėdsakų.
Kartais tokios cementuotos struktūros sukuria vadinamus «sheltered microenvironments» — mažas saugias buveines, kur biologinės medžiagos turi didesnę tikimybę išlikti. Tokios buveinės gali saugoti biosignatus ne tik nuo paviršiaus sąlygų, bet ir nuo klimato svyravimų, kurie Marsui buvo itin ryškūs per geologinę istoriją.
How scientists reached this conclusion
Tyrėjai lygino aukštos skiriamosios gebos stebėjimus iš NASA Curiosity marsaeigio Gale kraterio viduje su natūraliai cementuotomis kopomis Jungtiniuose Arabų Emyratuose. Analizėje buvo atsižvelgta į tekstūras, sluoksniavimą, uolienų diagenetinį kiekį ir mineraloginę sudėtį. Tokie palyginimai leidžia identifikuoti panašius procesus ir atskirti ilgalaikės grunto vandens sąveikos požymius nuo trumpalaikių, vienkartinių drėgnumo epizodų.
Metodologija apėmė kelias analizės kryptis: vizualinį struktūrų lyginimą, smulkiagrūdžių sluoksnių arkitektūros interpretaciją, hidrogeologinių modelių taikymą gruntinio vandens kilimo į paviršių mechanikoms (kapiliarinis kylimas, filtravimas per poras), bei mineraloginę analizę vertinant sulfatus ir jų diagenetinį stabilumą Marso aplinkoje. Curiosity instrumentai, tokie kaip Mastcam, MAHLI, ChemCam, CheMin ir SAM, pateikė skaitmeninius ir cheminius duomenis, kurie, lyginant su Žemės analogais, leido rekonstruoti galimus Grunto vandens judėjimo modelius.
Svarbu pabrėžti, kad tyrime daugiau dėmesio skirta procesų interpretacijai ir geologiniams kontekstams, o ne vien konkretiems instrumentams. Tačiau Curiosity surinktų spektrinių ir vaizdinių duomenų derinys suteikė reikšmingų įrodymų, kad Gale kraterio smėlynai neigiamai neatmeta gruntinio vandens įtakos ilgais geologiniais intervalais.
Curiosity rover
Publikavus tyrimą žurnale Journal of Geophysical Research – Planets, autoriai teigia, kad Marso klimato kaita greičiausiai buvo lėtesnė ir labiau lokalizuota nei paprastas „drėgna–sausa“ perjungimas. „Marsas ne tiesiog pereito iš drėgno į sausą būseną,“ sako Atri. „Net ir po to, kai ežerai ir upės išdžiūvo, nedideli vandens kiekiai toliau judėjo požeminėmis terpėmis, formuodami apsaugotas aplinkas, kurios teoriškai galėjo paremti mikroskopinį gyvenimą.“
Tokia perspektyva reiškia, kad gyvybės paieškos strategijos turi atsižvelgti ne tik į senus ežerų dugno nuosėdinius sluoksnius, bet ir į smulkesnes diagenetines struktūras smėlynuose, kur gruntinis vanduo paveikė sedimento paviršius ir poringumą.
Why this matters for Mars exploration
Požeminiuose sluoksniuose kietėjantys smėlynai suteikia du praktinius pranašumus astrobiologijai: jie koncentrine tvarka kaupina ir išsaugo organines medžiagas, ir jie atstovauja apsaugotas mikroaplinkas, kur gyvybė, jei ji kada nors egzistavo, galėjo išlikti ilgiau nei atvirame paviršiuje. Tokios savybės daro konkrečius pasiūlymus būsimoms misijoms: roverių trasos planavimas, gręžimo vietų pasirinkimas bei mėginių saugojimo (caching) strategijos galėtų prioritetuoti tekstūras ir sulfatais turtingus sluoksnius.
Iš praktinės pusės tai reiškia, kad misijos, tokios kaip Perseverance su mėginių gręžimo sistema ir būsimos mėginių parsigabenimo kampanijos, turėtų įtraukti kriterijus, skatinančius ieškoti cementuotų smėlynų struktūrų. Tokios struktūros gali pasiūlyti didesnį potencialą rasti organines molekules, kurios yra stabilios per milijonus metų dėl mineralinės apsaugos. Be to, supratimas apie gruntinio vandens pasiskirstymą ir jo poveikį sedimento diagenizei padeda tiksliau interpretuoti bet kokius rastus biosignatus — atskiriant autentinius biologinius ženklus nuo abiogeninių organinių junginių.
Geochemijos ir taphonomijos požiūriu, sulfatai ir gipsas ypač svarbūs: jie gali sudaryti sluoksnelius, kuriuose jonų mainų metu yra inkorporuojamos organinės molekulės arba kuriuose organinės medžiagos kristalizuojasi kartu su mineralais. Tokios buveinės išlaiko ne tik molekulines struktūras, bet ir galimus izotopinius parašus, kurie padeda nustatyti organinės kilmės šaltinius ir sąlygas, kuriomis jos susiformavo.
Taip pat verta paminėti inžinerinius aspektus: kietesnės, cementuotos uolienos gali geriau išlaikyti gręžimo kampanijas, bet tuo pačiu reikalauti specializuotų gręžimo metodų ir instrumentų parametrų. Misijų planuotojai turi subalansuoti geologinę vertę ir techninius iššūkius, pasirenkant taškus mėginių ėmimui.
Trumpai tariant, Marso vandens istorija gali būti ne vien dramatiškas perjungimas iš drėgno į sausą, o lėtesnis nykimas — su mažomis, ilgai išlikusiomis drėgmės kišenėmis, palikusios mineralinius pėdsakus, kuriuos mes galime vis dar perskaityti šiandien. Tai išplečia mūsų suvokimą apie Marso geologinį ir biologinį potencialą, ir formuoja konkrečius rekomendacijas ateities misijų moksliniams prioritetams.
Galiausiai, šio tipo darbai pabrėžia tarpdisciplininio bendradarbiavimo svarbą: geologai, mineralogai, astrobiologai ir inžinieriai turi kartu vertinti, kokios struktūros ir vietos yra vertingiausios tyrimams. Žemiški analogai, tokie kaip JAE dykumos cementuoti smėlynai, leidžia eksperimentuoti su gręžimu, mėginių paruošimu ir analize, taip sumažinant riziką ir pagerinant interpretacijos aiškumą, kai analogiški duomenys gaunami iš Marso.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą