Spår av vatten, villkor för liv och katastrof: vad Curiosity lärde sig under 10 år på Mars

För 10 år sedan i början av augusti, Mars Research Laboratory raketlandningsmodul

landade på planetens yta.Och utrustad med vetenskapliga instrument började den bilstora roboten sin resa till Mars. Han var tvungen att hitta bevis för att den röda planeten för miljarder år sedan hade de förutsättningar som var nödvändiga för att stödja mikroskopiskt liv.

Rovern var ursprungligen tänkt att tjänaendast ett marsår (686 jorddagar). Men trots tecken på slitage är rovern på väg att börja ett spännande nytt kapitel av sitt uppdrag och bestiga Marsberget, enligt NASA.

Bevis på att det finns vatten

Omedelbart efter landning, Curiosity roverupptäckte släta, rundade småsten som forskarna tror en gång rullade nedströms en sträcka på flera kilometer. Analysen visade att sådana strukturer kunde ha bildats i en flod, vars djup varierade från flera tiotals centimeter till en meter.

Senare, när forskningsmodulen ficktill Mount Sharp har forskare upptäckt att flera hundra meter av bergytan är förstenad silt som har bildats på botten av små sjöar. Forskare tror att floder och sjöar har fyllt Gale Crater i minst tiotals miljoner år.

Ytterligare upptäckter bekräftade bara den förstafynd. Vatten verkar ha funnits på Mars under lång tid, tillräckligt länge för att liv ska bildas. Till exempel, i en nyligen genomförd studie fann forskare kemiska spår av långvarig exponering för grundvatten i berggrunden från Gale Crater. 

Torr flodström på Mars

Förstorad bild av den gamla flodbädden. Stenar på Mars (vänster) och stenar från en uttorkad flod på jorden (höger)
Bilder: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Fanns det liv på Mars?

Detta är fortfarande okänt.Inga spår av dinosaurier eller annat stort liv hittades på den röda planeten, tydligen, om liv en gång funnits på Mars, hann det inte utvecklas bortom enkla mikroorganismer. 

Det är känt med säkerhet att förhållandena på tidiga Mars vargynnsamt för utvecklingen av levande organismer. Curiosity har hittat svavel, kväve, syre, fosfor och kol, viktiga ingredienser som är nödvändiga för livet, i ett pulverprov som återvunnits från Sheep's Bed mudstone i Yellowknife Bay. Lermineraler och en liten mängd salt hittades också i provet, vilket tyder på att färskt, möjligen drickbart, vatten en gång strömmade hit.

Trots bekräftelse på gynnsamma villkor ochmånga prover, liv på Mars har ännu inte hittats. Forskare från NASA föreslog i år att orsaken är att uppdragen letar efter på fel ställen. En ny studie har visat att under påverkan av solstrålning sönderfaller aminosyror i de övre lagren av regolit på den röda planeten. Det innebär att spår av organiskt liv måste sökas på mer än 2 m djup.

Första upptäckt av organiskt kol

I slutet av 2014 bekräftade NASA-forskareupptäckt av organiskt kol på Mars yta. Det är en del av komplexa molekyler som är byggstenarna i levande celler. Organiska ämnen hittades i flera prover som rovern tagit på Mount Sharp och på de omgivande slätterna. 

Denna upptäckt bekräftar inte heller närvaron ellertidigare existens av liv på Mars. Men det står att en gång fanns alla de ursprungliga "ingredienserna" för livet. Dessutom visade fyndet att förhållandena på Mars gör det möjligt att bevara organiskt material.

Först spelade rover in en tiofaldigett stänk av metan, ett organiskt ämne, i atmosfären runt ett stenprov. Kemisk analys av pulvret erhållet från detta material bekräftade närvaron av andra kolhaltiga ämnen. Tyvärr tillåter roverns begränsade kapacitet oss inte att exakt identifiera vilka molekyler som hittades. 

Forskare kommer att kunna bättre studera den kemiska sammansättningen efter att prover av Marsjord har förts till jorden.

Det första provet av bergborrning. Bild: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Aktiv metan i atmosfären

Avstämbar laserspektrometer, somutrustad med Curiosity var den 2013 den första som upptäckte säsongsmässigt varierande bakgrundsnivåer av atmosfärisk metan. Enhetens sensorer visade att det på några månader från slutet av 2013 till början av 2014 ökade 10 gånger. 

Upptäckten av metan på Mars var en milstolpe iutforskning av planeten, eftersom den kan produceras till exempel av levande organismer eller som ett resultat av kemiska reaktioner mellan berg och vatten. Det är ännu inte känt vad som exakt leder till bildandet av metan på den röda planeten och varför dess mängd ständigt förändras.

Till exempel, 2013, visade Curiosity-sensorer att den genomsnittliga koncentrationen av denna gas i atmosfären var cirka nio delar per miljard, och 2019 fanns det redan tre gånger fler.

Möjliga källor till metan. Bild: NASA, JPL-Caltech

En annan överraskande upptäckt är detMetan i atmosfären verkar dyka upp på natten men försvinner under dagen. Forskarna gjorde detta antagande genom att jämföra data från instrumenten från Mars-rovern och rymdsatelliten Trace Gas Orbiter, utvecklad av European Space Agency. 

Forskare tror att det inte finns någon vind på Mars på natten,så Curiosity, som utforskar planetens atmosfär i sin "off-duty"-tid, upptäcker spår av gas som frigörs från jorden. Under dagen är Mars-atmosfären turbulent, och metan försvinner i en sådan utsträckning att det blir svårfångat även för de mest känsliga instrumenten. Därför hittar orbitern, som behöver solljus för att fungera, inga spår av gasen.

Strålning farlig för människor

Redan i färd med att flyga till Mars,Forskningsmodulen gjorde sin första upptäckt. Instrumentets strålningssensorer upptäckte två typer av strålning som utgör en potentiell hälsorisk för astronauter i rymden. 

En av dem är det galaktiska rymdenstrålar. Detta är en ström av partiklar som kastas ut av supernovaexplosioner och andra högenergihändelser utanför solsystemet. Andra är solenergipartiklar associerade med solflammor och koronala massutkastningar.

Analys av data som erhållits av rover kommer att hjälpa till att utforma ett bemannat uppdrag till Mars på ett sådant sätt att man undviker farliga konsekvenser för dess deltagare.

Klimatkatastrofen som förändrade atmosfären

Studien, gjord av Curiosity, är den förstavisade att Mars hade en tätare atmosfär tidigare. Detta bevisas av den isotopiska sammansättningen av huvudelementen i Mars "luft" -  väte, kol och argon. 

Till exempel upptäckte Curiosity att MartianAtmosfären innehåller ungefär fyra gånger så mycket av den ljusstabila isotopen (argon-36) som den tyngre (argon-38). Det betyder att Mars aktivt förlorar sin atmosfär och de flesta av de lättare isotoperna gick förlorade i de övre lagren av planetens gasformiga skal. 

Tack vare denna upptäckt har forskare utvecklat och lanserat ett nytt uppdrag in i Mars omloppsbana, MAVEN, som ska svara på frågor om vad som hände och om vår jord väntar på ett liknande resultat.

Selfie av Curiosity-rovern. Bild: NASA, JPL-Caltech

I 10 år har Curiosity-rovern uppträtt upprepade gångerhans huvuduppgift - han visade att det tidigare på Mars fanns alla nödvändiga förutsättningar för livets existens. Dessutom har han samlat in tillräckligt med data för att förbereda nya uppdrag som mer specifikt kommer att studera olika egenskaper hos den röda planeten.

Men ge inte upp själva rovern.I april 2022 beslutade NASA att förlänga rovern med ytterligare tre år. Under denna tid måste han bestiga berget och utforska de sulfathaltiga lagren, som ger en unik inblick i vattnets historia på Mars.

På omslaget: konstnärlig bild av Curiosity. Källa: NASA, JPL-Caltech

Läs mer:

"Detta är science fiction": forskare skapar en fundamentalt ny typ av kvantdatorer

Jorddagens längd ökar. Forskare vet inte varför

Vad är supergener och hur gör de djur så konstiga