Το Curiosity rover της NASA, το οποίο εξερευνά προς το παρόν τον κρατήρα Gale στον Άρη, παρέχει νέες λεπτομέρειες σχετικά με το πώς το αρχαίο αρειανό κλίμα μετατράπηκε από δυνητικά κατάλληλο για τη ζωή (με ενδείξεις για εκτεταμένη ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή στην επιφάνεια) σε μια επιφάνεια που είναι αφιλόξενη για τη ζωή όπως την ξέρουμε.
Παρόλο που η επιφάνεια του Άρη είναι σήμερα ψυχρή και εχθρική για τη ζωή, οι ρομποτικοί εξερευνητές της NASA στον Άρη αναζητούν ενδείξεις για το αν θα μπορούσε να έχει υποστηρίξει ζωή στο μακρινό παρελθόν. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν όργανα στο σκάφος Curiosity για να μετρήσουν την ισοτοπική σύνθεση ορυκτών πλούσιων σε άνθρακα (ανθρακικά άλατα) που βρέθηκαν στον κρατήρα Gale και ανακάλυψαν νέες πληροφορίες για το πώς μετασχηματίστηκε το αρχαίο κλίμα του Κόκκινου Πλανήτη.
«Οι τιμές των ισοτόπων αυτών των ανθρακικών αλάτων υποδεικνύουν ακραίες ποσότητες εξάτμισης, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτά τα ανθρακικά άλατα πιθανότατα σχηματίστηκαν σε ένα κλίμα που θα μπορούσε να υποστηρίξει μόνο παροδικά νερό σε υγρή μορφή», δήλωσε ο David Burtt του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Maryland, και επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας που περιγράφει την έρευνα αυτή και δημοσιεύθηκε στις 7 Οκτωβρίου στο Proceedings of the National Academy of Sciences. «Τα δείγματά μας δεν συνάδουν με ένα αρχαίο περιβάλλον με ζωή (βιόσφαιρα) στην επιφάνεια του Άρη, αν και αυτό δεν αποκλείει την πιθανότητα μιας υπόγειας βιόσφαιρας ή μιας επιφανειακής βιόσφαιρας που άρχισε και τελείωσε πριν σχηματιστούν αυτά τα ανθρακικά άλατα».
Τα ισότοπα είναι εκδοχές ενός στοιχείου με διαφορετικές μάζες. Καθώς το νερό εξατμιζόταν, οι ελαφριές εκδοχές του άνθρακα και του οξυγόνου ήταν πιο πιθανό να διαφύγουν στην ατμόσφαιρα, ενώ οι βαριές εκδοχές έμεναν πιο συχνά πίσω, συσσωρεύονταν σε υψηλότερες αφθονίες και, σε αυτή την περίπτωση, τελικά ενσωματώνονταν στα ανθρακικά πετρώματα. Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για τα ανθρακικά πετρώματα λόγω της αποδεδειγμένης ικανότητάς τους να λειτουργούν ως αρχεία κλιματικών δεδομένων. Αυτά τα ορυκτά μπορούν να διατηρήσουν υπογραφές των περιβαλλόντων στα οποία σχηματίστηκαν, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας και της οξύτητας του νερού, καθώς και της σύνθεσης του νερού και της ατμόσφαιρας.
Η εργασία προτείνει δύο μηχανισμούς σχηματισμού των ανθρακικών αλάτων που βρέθηκαν στον κρατήρα Gale. Στο πρώτο σενάριο, τα ανθρακικά άλατα σχηματίζονται μέσω μιας σειράς κύκλων υγρού-ξηρού μέσα στον κρατήρα Gale. Στο δεύτερο, τα ανθρακικά άλατα σχηματίζονται σε πολύ αλμυρό νερό υπό ψυχρές, παγοποιητικές (κρυογενετικές) συνθήκες στον κρατήρα Gale.
«Αυτοί οι μηχανισμοί σχηματισμού αντιπροσωπεύουν δύο διαφορετικά κλιματικά καθεστώτα που μπορεί να παρουσιάζουν διαφορετικά σενάρια κατοικησιμότητας», δήλωσε η Jennifer Stern της NASA Goddard, συν-συγγραφέας της δημοσίευσης. «Η εναλλαγή υγρών-ξηρών κύκλων θα υποδήλωνε εναλλαγή μεταξύ περισσότερο και λιγότερο κατοικήσιμων περιβαλλόντων, ενώ οι κρυογονικές θερμοκρασίες στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη του Άρη θα υποδήλωναν ένα λιγότερο κατοικήσιμο περιβάλλον, όπου το περισσότερο νερό είναι κλειδωμένο σε πάγο και δεν είναι διαθέσιμο για τη χημεία ή τη βιολογία, και ό,τι υπάρχει είναι εξαιρετικά αλμυρό και δυσάρεστο για τη ζωή».
Αυτά τα κλιματικά σενάρια για τον αρχαίο Άρη έχουν προταθεί και στο παρελθόν, με βάση την παρουσία ορισμένων ορυκτών, τη μοντελοποίηση σε παγκόσμια κλίμακα και τον εντοπισμό πετρωμάτων. Αυτό το αποτέλεσμα είναι το πρώτο που προσθέτει ισοτοπικά στοιχεία από δείγματα πετρωμάτων για την υποστήριξη των σεναρίων.
Οι τιμές των βαρέων ισοτόπων στα ανθρακικά πετρώματα του Άρη είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές που παρατηρούνται στη Γη για τα ανθρακικά ορυκτά και είναι οι βαρύτερες τιμές ισοτόπων άνθρακα και οξυγόνου που έχουν καταγραφεί για οποιοδήποτε υλικό του Άρη. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με την ομάδα, τόσο το υγρό-ξηρό όσο και το ψυχρό-αλατούχο κλίμα απαιτούνται για να σχηματιστούν ανθρακικά άλατα που είναι τόσο εμπλουτισμένα σε βαρύ άνθρακα και οξυγόνο.
«Το γεγονός ότι αυτές οι τιμές ισοτόπων άνθρακα και οξυγόνου είναι υψηλότερες από οτιδήποτε άλλο έχει μετρηθεί στη Γη ή στον Άρη δείχνει ότι μια διαδικασία (ή διαδικασίες) οδηγείται σε ακραίες καταστάσεις», δήλωσε ο Burtt. «Ενώ η εξάτμιση μπορεί να προκαλέσει σημαντικές αλλαγές στα ισοτόπια οξυγόνου στη Γη, οι αλλαγές που μετρήθηκαν σε αυτή τη μελέτη ήταν δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερες. Αυτό σημαίνει δύο πράγματα: 1) υπήρξε ένας ακραίος βαθμός εξάτμισης που οδήγησε αυτές τις τιμές ισοτόπων να είναι τόσο βαριές και 2) αυτές οι βαρύτερες τιμές διατηρήθηκαν, οπότε οποιεσδήποτε διαδικασίες που θα δημιουργούσαν ελαφρύτερες τιμές ισοτόπων πρέπει να ήταν σημαντικά μικρότερες σε μέγεθος».
Η ανακάλυψη αυτή έγινε με τη χρήση των οργάνων Sample Analysis at Mars (SAM) και Tunable Laser Spectrometer (TLS) του Curiosity rover. Το SAM θερμαίνει τα δείγματα σε σχεδόν σχεδόν 900°C και στη συνέχεια το TLS χρησιμοποιείται για την ανάλυση των αερίων που παράγονται κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης θέρμανσης.
Η χρηματοδότηση αυτής της εργασίας προήλθε από το Πρόγραμμα Εξερεύνησης του Άρη της NASA μέσω του προγράμματος Mars Science Laboratory. Το Curiosity κατασκευάστηκε από το Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA, το οποίο διαχειρίζεται το Caltech στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια. Το JPL ηγείται της αποστολής για λογαριασμό της Διεύθυνσης Επιστημονικών Αποστολών της NASA στην Ουάσινγκτον. Η NASA Goddard κατασκεύασε το όργανο SAM, το οποίο είναι ένα μικροσκοπικό επιστημονικό εργαστήριο που περιλαμβάνει τρία διαφορετικά όργανα για την ανάλυση της χημείας, συμπεριλαμβανομένου του TLS, καθώς και μηχανισμούς για το χειρισμό και την επεξεργασία δειγμάτων.
[via]
