Íme a kráter a Marson, ahol megtalálhatjuk az egykori élet nyomait

Néhány nappal az InSight űrszonda sikeres marsi landolása előtt jelentette be az amerikai űrhivatal, a NASA következő marsi küldetése, a Mars 2020 marsjáró leszállóhelyét. A NASA a tudományos közösség ajánlásait mérlegelve a folyódeltáknak és egykori tónak helyt adó Jezero-krátert választotta a landolás helyszínéül. A döntés jelentősége potenciálisan óriási, hiszen erről a helyről kerülhetnek az első marsi kőzetminták a Földre.

A Mars 2020Forrás: NASA

A Mars 2020 a Curiosity marsjáró továbbfejlesztett, kőzetmintagyűjtésre és ősi életnyomok keresésére optimalizált változata. Fejlett kamerák és tudományos műszerek mellett 42 mintatároló csövet visz magával a Marsra, amelyekbe fúrója segítségével kőzetmintákat helyez majd. Ezután az irányítók által kiválasztott helyeken a marsi talajra helyezi majd a mintatároló csöveket, amelyeket egy későbbi robotszondás küldetés össze tud gyűjteni, és el tud hozni a Földre. Az optimistább becslések szerint erre a 2020-as évek végén, vagy a 2030-as évek elején kerülhet sor, nagyban attól függően, hogy mit talál a marsjáró a Jezero-kráterben.

A Mars 2020 küldetés fő céljai a következők:

  • a leszállóhely geológiai történetének meghatározása, különös tekintettel a földön kívüli élet kutatása szempontjából releváns ősi környezetre és geológiai változatosságra;
  • az egykori lakhatósági viszonyok megállapítása, és potenciális életnyomok keresése az őket jól megőrző kőzetrétegekben; 
  • tudományosan értékes minták gyűjtése és esetleg visszaszállítása a Földre.

Miután a NASA 2013-ban hivatalosan is bejelentette a Mars 2020 küldetést, a bolygókutatással foglalkozó szakemberek négy tudományos konferenciát tartottak a legjobb landolási hely kiválasztására. A marsi űrszondák leszállóhelyeit szinte mindig többlépéses folyamatban értékeli a tudományos közösség, a küldetésért felelős kutatókkal és mérnökökkel együttműködve, azok tudományos értéke és technikai kockázatuk alapján. A Mars 2020 esetén a minta-visszahozatal igényei, a terület asztrobiológiai – vagyis a földön kívüli egykori és jelenlegi élet kutatásának szempontjai – és geológiai gazdagsága volt meghatározó.

2014-ben 28 lehetséges helyszínt rangsoroltak a kutatók, 2015-ben ezt leszűkítették 8-ra. 2017-ben két egyértelműen népszerű helyszín maradt a kutatók körében, a Jezero-kráter és NE Syrtis régió. Utóbbi egy Jezero-kráterhez közeli terület, amely víz jelenlétében keletkezett ásványokat, üledékes és vulkáni kőzeteket is tartalmaz. A NASA végül ehhez a kettőhöz vitatott módon hozzáadta a Gusev-krátert, amelyet a hivatal egy korábbi marsjárója, a Spirit már megvizsgált. A döntés fő oka az a Spirit által azonosított hidrotermális terület volt, amely ígéretesnek tűnt az űrügynökség számára az egykori marsi élet keresése szempontjából.

A 2018 októberében rendezett utolsó, háromnapos konferenciára a Mars 2020 projekt egy újabb leszállóhelyet javasolt a tudományos közösségnek, a Jezero-kráter és a NE Syrtis között félúton található régiót, amely elhelyezkedése miatt a Midway becenevet kapta. Végül a kutatók a Jezero-krátert találták a legmegfelelőbbnek, de a Midway és NE Syrtis területek is nagyon magas értékelést kaptak. A Gusev-krátert minden kritériumot tekintve a lista legvégén végzett. A Jezero-kráter melletti végső döntést a NASA tudományos küldetésekért felelős vezetője, Thomas Zurbuchen hozta meg.

Elméletileg lehetséges lenne, hogy a Jezero-kráter után a marsjáró még a Midway régiót is felderíti. A Nature információi szerint ebben a kérdésben egyelőre nem született döntés.

Miért a Jezero-kráter nyert?

A képen a Jezero-kráter egyik folyódelta lerakódása látható. A színek a különböző ásványi összetételre utalnak, a zölddel színezett régiók agyagásványokat tartalmaznak. Forrás: NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University

A Jezero-kráter nagyjából 4 milliárd évvel ezelőtt keletkezett, a Mars Noachian geológiai korszakában, egy kisebb aszteroida becsapódásának hatására. Ekkor a bolygón a maitól gyökeresen eltérő viszonyok uralkodtak. A Nili Fossae régióban található, 45 kilométer átmérőjű kráterbe két, deltákat képező folyó torkollott, és a kráter minimum több tízezer évig egy tónak adott helyet. Ez az állapot a folyóvölgy-formálódási időszakban, közel 3,8-3,5 milliárd évvel ezelőtt, a Noachian és a Hesperian geológiai korszakok határán állt fenn, és jól reprezentálja a Marson megfigyelhető Noachian-kori folyékony vizes aktivitást. Később a kráter alját nagy valószínűséggel vulkáni eredetű kőzetek töltötték ki, több fázisban, nagyjából 3,5 milliárd és 2,4 milliárd évvel ezelőtt. Késpbb a marsi szél általi erózió formálta mai állapotára a krátert és környezetét.

A Jezero-kráterben egykor egy 250 köbkilométeres krátertó létezett, és egy abból kivezető folyóvölgy biztosította a folyamatos lefolyást. A kutatók szerint az ősi tó ideális élőhelyet teremthetett potenciális marsi mikroorganizmusok számára.

A kráterbe torkolló két ősi folyó több mint 30 ezer négyzetkilométeres vízgyűjtő területtel rendelkezett. Az ebből és a folyómedrek útvonalából származó kőzetek belemosódtak a kráterben található üledékbe, ahol a marsjáró könnyedén meg tudja majd vizsgálni őket, több információt szerezve a tágabb Nili Fossae régióról.

A Mars körüli pályáról végzett mérésekből kiderült, hogy az egykori folyók által létrehozott két folyódelta agyagásványokat és karbonátos kőzeteket tartalmaz. Az egykori delták végén található, utolsó üledékes rétegben olyan apró szemű lerakódások találhatók, amelyek ideálisak életre utaló nyomok tárolására. Továbbá ez a réteg természetes módon koncentrálhatta a szerves molekulákat a víz áramlásának hatására.

Találunk életet?

A keringőegységek által azonosított karbonátos lerakódások ideálisak az életnyomok (például sztromatolitokhoz hasonló, baktérium telepek által létrehozott üledékes formációk) megőrzésére, amelyeket a marsjáró képes lenne műszereivel detektálni. Az egykori tó partvidéke mentén elterülő karbonátlerakódások mikrobiális struktúrákat, míg a parttól távolabbiak szerves molekulákat őrizhetnek meg. A kráterben több helyen megjelenő hidratált szilikátos ásványok potenciálisan szintén hatékonyan tárolhatnak életnyomokat, amennyiben a lerakódások a folyódelták keletkezése során jöttek létre. 

A Jezero-kráter a korábban vizsgált leszállóhelyekhez képest jóval kisebb mennyiségű szulfátlerakódást tartalmaz, ami arra utal, hogy a kráterben az ősi vizes környezet kevésbé lehetett savas kémhatású, semlegesebb és kedvezőbb környezetet biztosítva lehetséges életformák számára. Összességében kijelenthető, hogy a folyódelták környezete és ásványi összetételük különösen kedvez a szerves és potenciálisan biológiai eredetű molekulák utáni kutatásnak. A különböző ásványi lerakódások a terület kémiai archívumát is tartalmazzák – a víz kémhatásától a tóban, folyókban zajló kémiai folyamatokig. A változatos ásványi összetétel különösen hasznos mintavételi szempontból, és komplex geológiai történetű helyszínről árulkodik. 

A Mars-kutatás egyik legnagyobb rejtélye a bolygó ősi, Noachian-korszakban jellemző klimatikus viszonyait övezi. A két egymással versengő hipotézis egyike szerint a Mars ekkor szinte állandóan meleg és nedves volt, aktív folyókkal és esőzéssel. A másik szerint a bolygó hideg és jeges lehetett, és a folyékony víz az egész Marson evidens felszínformáló tevékenysége periodikus melegedések, olvadások során jelentkezett csak. A Jezero folyódeltáinak helyszíni vizsgálata a kutatók reményei szerint egyértelműen segíthet eldönteni, hogy melyik hipotézis lehet helyes.

A kráterben található folyódelta-lenyomatok, azok kisebb csatornái és egyéb formációi magukban hordozzák az áradások és a vízszint változásának történetét. A folyóvölgy formálódásához vezető áradatok erőssége, gyakorisága szintén tesztelhetők lesznek helyszíni mérésekkel. A marsjáró vizsgálataiból kiderülhet az is, hogy borította-e jég a csatornákat, illetve a kráterben található egykori tavat.

Mindezeknek köszönhetően a Jezero-kráter ideális az ősi Mars lakhatóságának (képes volt-e egykor élet kialakulni és hosszabb ideig fennmaradni), víz által való formálódásának, klimatikus viszonyainak és vulkanizmusának kutatására.

A címlapi képen a Jezero-kráter ősi deltája látható. A színek a különböző ásványi összetételre utalnak, a zölddel színezett régiók agyagásványokat tartalmaznak. Forrás: NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University.