Ślady wody, warunki do życia i katastrofa: czego Curiosity nauczył się przez 10 lat na Marsie

10 lat temu, na początku sierpnia, moduł lądowania rakiety Mars Research Laboratory

wylądował na powierzchni planety.Wyposażony w instrumenty naukowe robot wielkości samochodu rozpoczął swoją podróż na Marsa. Musiał znaleźć dowody na to, że miliardy lat temu Czerwona Planeta miała warunki niezbędne do istnienia mikroskopijnego życia.

Łazik pierwotnie miał służyćtylko jeden rok marsjański (686 dni ziemskich). Ale pomimo oznak zużycia, łazik wkrótce rozpocznie ekscytujący nowy rozdział swojej misji i wspiąć się na marsjańską górę, według NASA.

Dowód na istnienie wody

Zaraz po wylądowaniu łazik Curiosityodkryli gładkie, zaokrąglone kamyki, które według naukowców toczyły się kiedyś w dół rzeki na odległość kilku kilometrów. Analiza wykazała, że ​​takie struktury mogły powstać w rzece, której głębokość wahała się od kilkudziesięciu centymetrów do metra.

Później, gdy moduł badawczy dostałdo Mount Sharp naukowcy odkryli, że kilkaset metrów powierzchni skały to skamieniały muł, który utworzył się na dnie małych jezior. Naukowcy uważają, że rzeki i jeziora wypełniały krater Gale przez co najmniej dziesiątki milionów lat.

Dalsze odkrycia potwierdziły tylko to pierwszeznajdzie. Wydaje się, że woda istniała na Marsie od dawna, wystarczająco długo, aby powstało życie. Na przykład w niedawnym badaniu naukowcy odkryli chemiczne ślady długotrwałego narażenia na działanie wód gruntowych w skale macierzystej krateru Gale. 

Suchy strumień rzeki na Marsie

Powiększony obraz prastarego koryta rzeki. Skały na Marsie (po lewej) i skały z wyschniętej rzeki na Ziemi (po prawej)
Zdjęcia: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Czy na Marsie było życie?

To nadal nie jest znane.Na Czerwonej Planecie nie znaleziono żadnych śladów dinozaurów ani innego dużego życia; najwyraźniej jeśli życie istniało kiedyś na Marsie, nie miało czasu rozwinąć się poza prostymi mikroorganizmami. 

Wiadomo na pewno, że warunki na wczesnym Marsie byłysprzyjający rozwojowi żywych organizmów. Ciekawość znalazła siarkę, azot, tlen, fosfor i węgiel, kluczowe składniki niezbędne do życia, w próbce proszku wydobytej z mułowcowego łoża owczego w zatoce Yellowknife. W próbce znaleziono również minerały ilaste i niewielką ilość soli, co sugeruje, że kiedyś płynęła tutaj świeża, prawdopodobnie pitna woda.

Pomimo potwierdzenia korzystnych warunków iliczne próbki, życie na Marsie nie zostało jeszcze znalezione. Naukowcy z NASA w tym roku sugerowali, że powodem jest to, że misje szukają w niewłaściwych miejscach. Nowe badania wykazały, że pod wpływem promieniowania słonecznego aminokwasy w górnych warstwach regolitu na Czerwonej Planecie ulegają rozkładowi. Oznacza to, że śladów życia organicznego należy szukać na głębokości większej niż 2 m.

Pierwsze wykrycie węgla organicznego

Pod koniec 2014 roku potwierdzili to naukowcy z NASAwykrycie węgla organicznego na powierzchni Marsa. Jest częścią złożonych cząsteczek, które są budulcem żywych komórek. W kilku próbkach pobranych przez łazik na Mount Sharp i na okolicznych równinach znaleziono substancje organiczne. 

To odkrycie również nie potwierdza obecności lubprzeszłe istnienie życia na Marsie. Ale mówi, że kiedyś istniały wszystkie oryginalne „składniki” na całe życie. Ponadto znalezisko wykazało, że warunki na Marsie umożliwiają zachowanie materii organicznej.

Najpierw łazik zarejestrował dziesięciokrotnośćkropla metanu, substancji organicznej, w atmosferze wokół próbki skały. Analiza chemiczna proszku otrzymanego z tego materiału potwierdziła obecność innych substancji zawierających węgiel. Niestety ograniczone możliwości łazika nie pozwalają nam dokładnie określić, które cząsteczki zostały znalezione. 

Naukowcy będą mogli dokładniej zbadać skład chemiczny po dostarczeniu na Ziemię próbek marsjańskiej gleby.

Pierwsza próbka wiercenia w skale. Zdjęcie: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Aktywny metan w atmosferze

Przestrajalny spektrometr laserowy, którywyposażony w Curiosity, w 2013 roku jako pierwszy wykrył sezonowo zmieniające się poziomy tła metanu atmosferycznego. Czujniki urządzenia wykazały, że w ciągu kilku miesięcy od końca 2013 do początku 2014 roku wzrosła ona 10-krotnie. 

Odkrycie metanu na Marsie było kamieniem milowym weksploracja planety, ponieważ może być produkowana np. przez żywe organizmy lub w wyniku reakcji chemicznych między skałą a wodą. Nie wiadomo jeszcze, co dokładnie prowadzi do powstania metanu na Czerwonej Planecie i dlaczego jego ilość stale się zmienia.

Przykładowo w 2013 roku czujniki Curiosity wykazały, że średnie stężenie tego gazu w atmosferze wynosiło około dziewięciu części na miliard, a w 2019 roku było ich już trzykrotnie więcej.

Możliwe źródła metanu. Zdjęcie: NASA, JPL-Caltech

Kolejnym zaskakującym odkryciem jest toMetan w atmosferze pojawia się w nocy, ale znika w ciągu dnia. Naukowcy przyjęli to założenie, porównując dane z instrumentów łazika marsjańskiego i satelity kosmicznego Trace Gas Orbiter opracowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną. 

Naukowcy uważają, że w nocy na Marsie nie ma wiatru,tak więc Curiosity, który bada atmosferę planety w czasie „po pracy”, wykrywa ślady gazu uwalnianego z gleby. W ciągu dnia atmosfera Marsa jest burzliwa, a metan rozprasza się do tego stopnia, że ​​staje się nieuchwytny nawet dla najdelikatniejszych instrumentów. Dlatego orbiter, który do działania potrzebuje światła słonecznego, nie znajduje śladów gazu.

Promieniowanie niebezpieczne dla ludzi

Już w trakcie lotu na MarsaModuł badawczy dokonał pierwszego odkrycia. Czujniki promieniowania instrumentu wykryły dwa rodzaje promieniowania, które stanowią potencjalne zagrożenie dla zdrowia astronautów przebywających w głębokim kosmosie. 

Jednym z nich jest przestrzeń galaktycznapromienie. Jest to strumień cząstek wyrzucanych przez wybuchy supernowych i inne wysokoenergetyczne zdarzenia poza Układem Słonecznym. Inne to cząstki energii słonecznej związane z rozbłyskami słonecznymi i koronalnymi wyrzutami masy.

Analiza danych uzyskanych przez łazik pomoże zaprojektować załogową misję na Marsa w taki sposób, aby uniknąć niebezpiecznych konsekwencji dla jej uczestników.

Katastrofa klimatyczna, która zmieniła atmosferę

Badanie przeprowadzone przez Curiosity jest pierwszympokazało, że Mars miał w przeszłości gęstszą atmosferę. Świadczy o tym skład izotopowy głównych pierwiastków marsjańskiego „powietrza” -  wodór, węgiel i argon. 

Na przykład Curiosity odkrył, że MarsjaninAtmosfera zawiera około cztery razy więcej światłostabilnego izotopu (argonu-36) niż cięższego (argonu-38). Oznacza to, że Mars aktywnie traci swoją atmosferę, a większość lżejszych izotopów została utracona w górnych warstwach gazowej powłoki planety. 

Dzięki temu odkryciu naukowcy opracowali i rozpoczęli nową misję na orbitę Marsa, MAVEN, która powinna odpowiedzieć na pytania o to, co się stało i czy nasza Ziemia czeka na podobny wynik.

Selfie łazika Curiosity. Zdjęcie: NASA, JPL-Caltech

Od 10 lat łazik Curiosity wielokrotnie występowałjego główne zadanie - pokazał, że wcześniej na Marsie istniały wszystkie niezbędne warunki do istnienia życia. Ponadto zebrał wystarczającą ilość danych, aby przygotować nowe misje, które będą bardziej szczegółowo badać różne cechy Czerwonej Planety.

Ale nie kładź kresu samemu łazikowi.W kwietniu 2022 r. NASA postanowiła przedłużyć łazik o kolejne trzy lata. W tym czasie musi wspiąć się na górę i zbadać warstwy siarczanonośne, które zapewniają wyjątkowy wgląd w historię wody na Marsie.

Na okładce: artystyczny wizerunek Curiosity. Źródło: NASA, JPL-Caltech

Czytaj więcej:

„To jest science fiction”: naukowcy tworzą całkowicie nowy typ komputerów kwantowych

Wydłuża się długość dnia ziemskiego. Naukowcy nie wiedzą dlaczego

Czym są supergeny i jak sprawiają, że zwierzęta są takie dziwne