Pitanje da li je Mars ikada podržavao život decenijama je zaokupljalo maštu naučnika i javnosti. Centralno za otkriće je sticanje uvida u prošlu klimu suseda Zemlje: da li je planeta bila topla i vlažna, sa morima i rekama sličnim onima na našoj planeti? Ili je bio frigidan i leden, i stoga potencijalno manje sklon da podržava život kakav poznajemo? Nova studija pronalazi dokaze koji podržavaju ovo poslednje identifikovanjem sličnosti između tla pronađenih na Marsu i tla kanadskog Njufaundlenda, hladne subarktičke klime.
Studija, objavljena u časopisu Komunikacije Zemlja i životna sredina, tražila je tlo na Zemlji sa uporedivim materijalima sa onima iz Marsovog kratera Gale. Naučnici često koriste tlo za prikaz istorije životne sredine, jer prisutni minerali mogu ispričati priču o evoluciji pejzaža kroz vreme.
Razumevanje više o tome kako su se ovi materijali formirali moglo bi pomoći u odgovoru na dugotrajna pitanja o istorijskim uslovima na Crvenoj planeti. Zemljište i stene kratera Gale pružaju zapise o klimi na Marsu pre između 3 i 4 milijarde godina, u vreme relativno obilne vode na planeti – iu isto vreme kada se život prvi put pojavio na Zemlji.
„Krater Gale je dno paleo jezera — očigledno je bila prisutna voda. Ali kakvi su bili uslovi životne sredine kada je voda bila tamo?“ kaže Entoni Feldman, naučnik tla i geomorfolog koji je sada u DRI. „Nikada nećemo pronaći direktan analog na površini Marsa, jer su uslovi toliko različiti između Marsa i Zemlje. Ali možemo pogledati trendove u zemaljskim uslovima i koristiti ih da pokušamo da ekstrapoliramo na pitanja Marsa.“
NASA-in Curiositi Rover istražuje krater Gejl od 2011. godine i pronašao je mnoštvo zemljišnih materijala poznatih kao „rendgenski amorfni materijal“. Ovim komponentama tla nedostaje tipična ponavljajuća atomska struktura koja definiše minerale, pa se stoga ne mogu lako okarakterisati korišćenjem tradicionalnih tehnika kao što je difrakcija rendgenskih zraka.
Kada se rendgenski zraci upućuju na kristalne materijale kao što je dijamant, na primer, rendgenski zraci se rasipaju pod karakterističnim uglovima na osnovu unutrašnje strukture minerala. Međutim, rendgenski amorfni materijal ne proizvodi ove karakteristične „otiske prstiju“. Ovu metodu difrakcije rendgenskih zraka koristio je Curiositi Rover da bi pokazao da rendgenski amorfni materijal čini između 15 i 73% uzoraka tla i stena testiranih u krateru Gale.
„Možete razmišljati o rendgenskim amorfnim materijalima kao što je Jello“, kaže Feldman. „To je ova supa različitih elemenata i hemikalija koje samo klize jedna pored druge.“
Curiositi Rover je takođe sproveo hemijske analize uzoraka tla i stena, otkrivši da je amorfni materijal bogat gvožđem i silicijumom, ali nedostatak aluminijuma. Osim ograničenih hemijskih informacija, naučnici još ne razumeju šta je amorfni materijal, ili šta njegovo prisustvo implicira o istorijskom okruženju Marsa. Otkrivanje više informacija o tome kako se ovi zagonetni materijali formiraju i opstaju na Zemlji moglo bi pomoći u odgovoru na uporna pitanja o Crvenoj planeti.
Feldman i njegove kolege posetili su tri lokacije u potrazi za sličnim rendgenskim amorfnim materijalom: Planine Nacionalnog parka Gros Morn u Njufaundlendu, planine Klamat u severnoj Kaliforniji i zapadna Nevada. Ove tri lokacije su imale serpentinasto tlo za koje su istraživači očekivali da će biti hemijski slično rendgenskom amorfnom materijalu u krateru Gale: bogato gvožđem i silicijumom, ali bez aluminijuma.
Tri lokacije su takođe obezbedile niz padavina, snežnih padavina i temperature koje bi mogle da pomognu u pružanju uvida u vrstu uslova životne sredine koji proizvode amorfni materijal i podstiču njegovo očuvanje.
Na svakoj lokaciji, istraživački tim je pregledao zemljište koristeći analizu difrakcije rendgenskih zraka i transmisionu elektronsku mikroskopiju, što im je omogućilo da vide materijale tla na detaljnijem nivou. Subarktički uslovi Njufaundlenda proizveli su materijale hemijski slične onima pronađenim u krateru Gejl koji takođe nemaju kristalnu strukturu. Tla proizvedena u toplijim klimama poput Kalifornije i Nevade nisu.
„Ovo pokazuje da vam je potrebna voda da biste formirali ove materijale“, kaže Feldman. „Ali treba da budu hladni, srednji godišnji temperaturni uslovi blizu smrzavanja kako bi se očuvao amorfni materijal u zemljištu.“
Amorfni materijal se često smatra relativno nestabilnim, što znači da na atomskom nivou atomi još nisu organizovani u svoje konačne, kristalnije oblike.
„Nešto se dešava u kinetici – ili u brzini reakcije – što je usporava tako da se ovi materijali mogu sačuvati u geološkim vremenskim skalama“, kaže Feldman. „Ono što predlažemo je da je veoma hladno, blizu uslova smrzavanja, jedan poseban kinetički ograničavajući faktor koji omogućava da se ovi materijali formiraju i sačuvaju.“
„Ova studija poboljšava naše razumevanje klime Marsa“, dodaje Feldman. „Rezultati sugerišu da je obilje ovog materijala u krateru Gale u skladu sa subarktičkim uslovima, slično onome što bismo videli na, na primer, Islandu.“
