Neočekivani nalaz: Magmatske stijene umjesto sedimentnih u krateru Jezero
Kada je NASA-in rover Perseverance u rujnu 2023. stigao do unutarnjeg ruba Marsovog kratera Jezero, znanstvenici misije bili su iznenađeni onim što su otkrili. Geološko područje nazvano „Margin Unit“, koje se proteže uz obalu drevnog Marsovog jezera, navelo je misiju da očekuje sedimentne stijene. Ove stijene, nastale taloženjem slojeva pijeska tijekom tisućljeća, sastavljene su od gline i mulja te su na Zemlji poznate po svojoj sposobnosti očuvanja drevnog mikrobialnog života. Znanstvenike su posebno intrigirali snažni signali minerala karbonata koje su detektirali Marsovi orbitalni uređaji, jer se na Zemlji karbonati često formiraju u plitkim oceanskim i jezerskim okruženjima pogodnim za život.
Umjesto toga, tim koji upravlja roverom pronašao je magmatske stijene. Magmatske stijene mogu nastati duboko ispod površine Zemlje iz magme ili vulkanskom aktivnošću na površini. Ove stijene su izvrsni bilježnici prošlosti, jer kristali unutar njih čuvaju detalje o preciznom trenutku njihovog nastanka. U ovom slučaju, sačuvale su nevjerojatno složen zapis vodene aktivnosti na ranom Marsu. Zapravo, ove stijene pokazale su znakove interakcije s vodom najmanje tri puta, pri čemu je svaki susret dodatno mijenjao njihovu kemiju i izgled. Ovi značajni nalazi objavljeni su u ponedjeljak u časopisu Communications Earth & Environment.
SuperCam: Ključni instrument za analizu Marsovih stijena
Instrument koji stoji iza ovih otkrića je SuperCam, smješten na vrhu upravljačke platforme rovera. SuperCam određuje mineralogiju geoloških značajki na temelju svjetlosti koju one reflektiraju. Kada znanstveni tim uoči zanimljivu stijenu, mogu poslati naredbe SuperCam-u da ispali svoj laser s udaljenosti do 6,5 metara (21 stopa). Spektar rezultirajuće plazme otkriva kemijski sastav cilja. Perseverance je na ovaj način analizirao više od 185 ciljeva temeljnog kamenja diljem jedinice.
„Križanje vodenih sustava“ umjesto očekivanog jezera
„Prije nego što smo stigli do Margin Unit, glavna hipoteza – izvedena iz orbitalnih promatranja – bila je da se karbonat viđen iz orbite formirao interakcijom s jezerom koje je postojalo u krateru Jezero“, rekla je Candice Bedford, znanstvenica na Sveučilištu Purdue u West Lafayetteu, Indiana, i voditeljica studije. „Ali sada znamo da je ovo mjesto postalo svojevrsno križanje za vodene sustave. Nalazi Margin Unit su važni jer se krater Jezero nalazi unutar jedne od najvećih izloženosti karbonata na Marsu, tako da ono što ovdje naučimo seže daleko izvan ovog kratera.“
Geološka slojevitost i tragovi vode
Rover Perseverance istraživao je Margin Unit na nadmorskoj visini od otprilike 265 metara (870 stopa). Na višim nadmorskim visinama, pronašao je stijene koje su bile grubo zrnate i kristalne – odlike minerala olovina – s gotovo nikakvim znakovima interakcije s vodom. Područje olivina, sastavljeno od magnezija i željeza, formiralo se u tijelu magme duboko ispod površine, ohlađujući se dovoljno sporo da bi njegovi kristali narasli, te je na površinu dospjelo tek nakon što se tlo iznad njega erodiralo. Niže u jedinici, na dnu jezera, stijene izgledaju transformirano, jer su olivinski kristali bili ispresijecani silikatom.
Minerali karbonata i silikata važni su pokazatelji u potrazi za drevnim životom. Kada voda na Zemlji stupi u interakciju s ovinom, reakcija može osloboditi vodik, koji može biti izvor hrane za neke mikrobe, te ostavlja za sobom karbonate i silikate, dva minerala koja „zaključavaju“ tragove postojanja tih mikroba.
Višestruki vodeni događaji oblikovali stijene
Tim Perseverance može utvrditi slijed interakcija Margin Unit-a s vodom, ali ne i njihovu starost. Prvi put kada je voda došla do stijena Margin Unit-a, podzemna voda bogata ugljičnim dioksidom reagirala je s ovinom, što je rezultiralo grebenima karbonata koji prolaze kroz pukotine u temeljnom kamenju na niskim nadmorskim visinama. Danas ti grebeni ispunjeni karbonatom ostaju istaknuti dok se mekše stijene oko njih troše.
Drugi put kada je voda došla do stijena, možda je bila povezana s jezerom koje je nekada postojalo u krateru.
„Neke od stijena Margin Unit također sadrže silikat“, rekla je Eleni Ravanis, planetarna znanstvenica sa Sveučilišta Havaji na Manoi i koautorica studije. „Pretvaranje olivina u karbonat može ostaviti silikat, a mi vidimo više tog silikata u stijenama koje su se nalazile ispod vodene linije.“
Posljednji vodeni događaj generirao je mineralne žile na jednom mjestu u istočnom dijelu Margin Unit-a, debljine oko 25 centimetara (10 inča), stvarajući minerale poput kalcijevog sulfata i fluorita. Pronalaženje fluorita važan je trag jer se on obično formira kada vruća voda cirkulira kroz vulkanske stijene, otkrivajući da je ovo područje doživjelo kasniji, zagrijani podzemni vodeni događaj.
Iznenađenja na Marsu i budućnost istraživanja
„Ako sam nečemu naučila nakon 10 godina rada s Marsovim roverima, to je da nas Mars neprestano iznenađuje“, rekla je Bedford. „Vrlo je rijetko da stvari budu onakve kakve smo očekivali na temelju orbitalnih podataka. Nadam se da će ovaj rad pomoći u preoblikovanju načina na koji znanstvenici gledaju na povijest vode u krateru Jezero i diljem Marsa. U konačnici, nadam se da će pomoći planetarnim znanstvenicima u rekonstrukciji promjenjive klime i nastanjivosti ranog Marsa.“
O misiji Perseverance
Ključni cilj misije Perseverance na Marsu je astrobiologija, uključujući potragu za znakovima drevnog mikrobialnog života. Rover karakterizira geologiju i prošlu klimu planeta te prikuplja i pohranjuje Marsove stijene i regolit. Roverom Perseverance upravlja Caltech za NASA-u, a operacije planira i provodi Jet Propulsion Laboratory u Južnoj Kaliforniji u ime Direktorata za znanstvene misije agencije, kao dio portfelja NASA-inog Marsovskog istraživačkog programa. SuperCam je suvoditelj Sveučilišta Purdue u Indiani, Los Alamos National Laboratory u Novom Meksiku te IRAP (Istraživački institut za astrofiziku i planetologiju) i CNES (Nacionalni centar za svemirska istraživanja) u Toulouseu, Francuska.
