NASA-in rover Curiosity, koji trenutno istražuje krater Gale na Marsu, pruža nove detalje o tome kako je drevna marsova klima prešla od potencijalno pogodne za život – sa dokazima o široko rasprostranjenoj tečnoj vodi na površini – do površine koja je negostoljubiva za zemaljski život kao što znamo to.
Iako je površina Marsa danas hladna i neprijateljski raspoložena prema životu, NASA-ini robotski istraživači na Marsu traže tragove o tome da li je mogao podržati život u dalekoj prošlosti. Istraživači su koristili instrumente na roveru Curiosity za merenje izotopskog sastava minerala bogatih ugljenikom (karbonata) pronađenih u krateru Gale i otkrili nove uvide u to kako se drevna klima Crvene planete transformisala.
„Vrednosti izotopa ovih karbonata ukazuju na ekstremne količine isparavanja, što sugeriše da su se ovi karbonati verovatno formirali u klimi koja bi mogla da podrži samo prolaznu tečnu vodu“, rekao je David Burtt iz NASA-inog Centra za svemirske letove Godard u Grinbeltu, Merilend, i glavni autor rad koji opisuje ovo istraživanje objavljen u PNAS-u.
„Naši uzorci nisu u skladu sa drevnim okruženjem sa životom (biosferom) na površini Marsa, iako to ne isključuje mogućnost podzemne biosfere ili površinske biosfere koja je počela i završila pre nego što su se ovi karbonati formirali.“
Izotopi su verzije elementa sa različitim masama. Kako je voda isparavala, veća je verovatnoća da će lake verzije ugljenika i kiseonika pobeći u atmosferu, dok su teške verzije češće ostavljene, akumulirajući se u veće količine, iu ovom slučaju, na kraju bivaju ugrađene u karbonatne stene.
Naučnici su zainteresovani za karbonate zbog njihove dokazane sposobnosti da deluju kao klimatski zapisi. Ovi minerali mogu zadržati potpise okruženja u kojem su nastali, uključujući temperaturu i kiselost vode, kao i sastav vode i atmosfere.
U radu se predlažu dva mehanizma formiranja karbonata pronađenih u Gale. U prvom scenariju, karbonati se formiraju kroz niz ciklusa mokro-suvo unutar kratera Gale. U drugom, karbonati se formiraju u veoma slanoj vodi u hladnim uslovima koji stvaraju led (kriogenim) u krateru Gale.
„Ovi mehanizmi formiranja predstavljaju dva različita klimatska režima koji mogu predstavljati različite scenarije nastanjivanja“, rekla je Dženifer Stern iz NASA Godard, koautorka rada. „Vlažno-suvo biciklizam bi ukazivao na izmjenu između više nastanjivih i manje nastanjivih okruženja, dok bi kriogene temperature u srednjim geografskim širinama Marsa ukazivale na manje pogodno okruženje gdje je većina vode zaključana u ledu i nije dostupna za hemiju ili biologiju , a ono što je tamo krajnje je slano i neprijatno za život“.
Ovi klimatski scenariji za drevni Mars su predloženi ranije, na osnovu prisustva određenih minerala, globalnog modeliranja i identifikacije stenskih formacija. Ovaj rezultat je prvi koji je dodao izotopske dokaze iz uzoraka stena u prilog scenarija.
Vrednosti teških izotopa u karbonatima Marsa su znatno veće od onih koje se vide na Zemlji za karbonatne minerale i najteže su vrednosti izotopa ugljenika i kiseonika zabeležene za bilo koji materijal na Marsu. U stvari, prema timu, i vlažno-suva i hladno-slana klima su potrebne za formiranje karbonata koji su toliko obogaćeni teškim ugljenikom i kiseonikom.
„Činjenica da su ove vrednosti izotopa ugljenika i kiseonika veće od bilo čega drugog merenog na Zemlji ili Marsu ukazuje na to da je proces (ili procese) doveden do ekstrema“, rekao je Burt.
„Iako isparavanje može da izazove značajne promene izotopa kiseonika na Zemlji, promene izmerene u ovoj studiji bile su dva do tri puta veće. To znači dve stvari: 1) postojao je ekstremni stepen isparavanja koji je doveo do toga da ove vrednosti izotopa budu tako teške, i 2 ) ove teže vrednosti su sačuvane tako da su svi procesi koji bi stvorili lakše vrednosti izotopa morali biti znatno manji po veličini“, nastavio je on.
Ovo otkriće je napravljeno pomoću instrumenata za analizu uzoraka na Marsu (SAM) i podesivi laserski spektrometar (TLS) na brodu Curiosity rover. SAM zagreva uzorke do skoro 1.652 stepena Farenhajta (skoro 900°C), a zatim se TLS koristi za analizu gasova koji se proizvode tokom te faze zagrevanja.
