صورة ذاتية لمركبة كيوريوسيتي التابعة لوكالة ناسا تم التقاطها في سول 2082 (15 يونيو 2018). أدت العاصفة الترابية المريخية إلى تقليل ضوء الشمس والرؤية في موقع المسبار في Gale Crater. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / MSSS
تُثري ورقة جديدة فهم العلماء للمكان الذي حفظ فيه السجل الصخري أو دمر الأدلة على ماضي المريخ والعلامات المحتملة للحياة القديمة.
اليوم ، كوكب المريخ هو كوكب متطرف – إنه بارد جدًا ، ولديه إشعاع عالي ، وجاف جدًا. لكن منذ مليارات السنين ، كان المريخ موطنًا لأنظمة البحيرات التي يمكن أن تحافظ على الحياة الميكروبية. مع تغير مناخ الكوكب ، جفت إحدى هذه البحيرات – في حفرة غيل المريخ – ببطء. لدى العلماء أدلة جديدة على أن المياه شديدة الملوحة ، أو المحاليل الملحية ، تتسرب بعمق من خلال الشقوق ، بين حبيبات التربة في قاع البحيرة الجافة وتغير الطبقات الطينية الغنية بالمعادن تحتها.
النتائج المنشورة في طبعة 9 يوليو من المجلة علم ويقودها الفريق المسؤول عن الكيمياء وعلم المعادن ، أو CheMin ، أداة – على متن مركبة Curiosity لمختبر علوم المريخ التابع لناسا – تساعد في زيادة فهم مكان حفظ السجل الصخري أو تدميره لأدلة ماضي المريخ والعلامات المحتملة للحياة القديمة .
تظهر هذه الصخرة ذات الطبقات المتساوية التي صورتها كاميرا ماست (ماستكام) على مركبة Curiosity Mars Rover التابعة لوكالة ناسا نمطًا نموذجيًا لرواسب رسوبية في قاع البحيرة ليست بعيدة عن المكان الذي دخلت فيه المياه المتدفقة إلى البحيرة. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / MSSS
قال توم بريستو ، المحقق الرئيسي والقائد في شركة CheMin: “كنا نعتقد أنه بمجرد تشكل هذه الطبقات من المعادن الطينية في قاع البحيرة في Gale Crater ، ظلت على هذا النحو ، وحافظت على اللحظة التي تشكلت فيها لمليارات السنين” مؤلف الورقة البحثية في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في وادي السيليكون بكاليفورنيا. “لكن المحاليل الملحية في وقت لاحق حطمت هذه المعادن الطينية في بعض الأماكن – بشكل أساسي إعادة تسجيل الرقم القياسي الصخري.”
المريخ: يسجل في سجلك الدائم
يمتلك المريخ كنزًا دفينًا من الصخور والمعادن القديمة بشكل لا يصدق مقارنة بالأرض. ومع طبقات الصخور غير المضطربة في Gale Crater ، أدرك العلماء أنه سيكون موقعًا ممتازًا للبحث عن دليل على تاريخ الكوكب ، وربما الحياة.
باستخدام CheMin ، قارن العلماء العينات المأخوذة من منطقتين بحوالي ربع ميل بعيدًا عن طبقة من الحجر الطيني ترسبت منذ مليارات السنين في قاع البحيرة في Gale Crater. والمثير للدهشة أنه في إحدى المناطق ، فقد حوالي نصف المعادن الطينية التي توقعوا العثور عليها. وبدلاً من ذلك ، وجدوا أحجارًا طينية غنية بأكاسيد الحديد – وهي معادن تمنح المريخ لونه الأحمر الصدئ المميز.
عرف العلماء أن أحجار الطين التي تم أخذ عينات منها كانت في نفس العمر تقريبًا وبدأت في نفس الوقت – محملة بالطين – في كلا المجالين المدروسين. فلماذا إذن ، كما استكشفت كيوريوسيتي الرواسب الطينية الرسوبية على طول غيل كريتر ، “اختفت” بقع من المعادن الطينية – والأدلة التي تحفظها؟
الطين يحمل القرائن
المعادن مثل كبسولة الوقت. يقدمون سجلاً لما كانت عليه البيئة في الوقت الذي تشكلوا فيه. تحتوي معادن الطين على مياه في تركيبها وهي دليل على أن التربة والصخور التي تحتوي عليها قد لامست الماء في مرحلة ما.
قالت ليز رامبي ، نائبة CheMin: “نظرًا لأن المعادن التي نجدها على المريخ تتشكل أيضًا في بعض المواقع على الأرض ، يمكننا استخدام ما نعرفه عن كيفية تشكلها على الأرض لإخبارنا عن مدى ملوحة المياه أو حمضيتها على المريخ القديم”. الباحث الرئيسي والمؤلف المشارك في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن.
ربما تكونت شبكة التشققات في هذا اللوح الصخري المريخي المسماة “Old Soaker” من جفاف طبقة الطين منذ أكثر من 3 مليارات سنة. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / MSSS
كشفت الأعمال السابقة أنه بينما كانت بحيرات غيل كريتر موجودة وحتى بعد جفافها ، تحركت المياه الجوفية تحت السطح ، إذابة ونقل المواد الكيميائية. بعد ترسبها ودفنها ، واجهت بعض جيوب الحجر الطيني ظروفًا وعمليات مختلفة بسبب التفاعلات مع هذه المياه التي غيرت علم المعادن. هذه العملية ، المعروفة باسم “التعرق” ، غالبًا ما تعقد أو تمحو التاريخ السابق للتربة وتكتب تاريخًا جديدًا.
يخلق Diagenesis بيئة تحت الأرض يمكن أن تدعم الحياة الميكروبية. في الواقع ، تُعرف بعض الموائل الفريدة جدًا على الأرض – التي تزدهر فيها الميكروبات – باسم “الغلاف الحيوي العميق”.
قال جون غروتزينغر ، الباحث المشارك والمؤلف المشارك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، أو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، في باسادينا ، كاليفورنيا: “هذه أماكن ممتازة للبحث عن دليل على الحياة القديمة وقياس القابلية للسكن”. “على الرغم من أن التعرق قد يمحو علامات الحياة في البحيرة الأصلية ، إلا أنه يخلق التدرجات الكيميائية اللازمة لدعم الحياة تحت السطحية ، لذلك نحن متحمسون حقًا لاكتشاف ذلك.”
التقطت الكاميرا الصارية (Mastcam) على مركبة Curiosity Mars التابعة لوكالة ناسا هذه الفسيفساء أثناء استكشافها “وحدة تحمل الطين” في 3 فبراير 2019 (Sol 2309). تشمل هذه المناظر الطبيعية المعلم الصخري الملقب بـ “Knockfarril Hill” (يمين الوسط) وحافة Vera Rubin Ridge ، والتي تمتد على طول الجزء العلوي من المشهد. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / MSSS
من خلال مقارنة تفاصيل المعادن من كلتا العينتين ، خلص الفريق إلى أن المياه المالحة التي يتم ترشيحها من خلال طبقات الرواسب العلوية كانت مسؤولة عن التغييرات. على عكس بحيرة المياه العذبة نسبيًا الموجودة عند تشكل أحجار الطين ، يُعتقد أن المياه المالحة جاءت من بحيرات لاحقة كانت موجودة في بيئة أكثر جفافاً بشكل عام. يعتقد العلماء أن هذه النتائج تقدم أدلة إضافية على تأثيرات تغير المناخ على المريخ منذ مليارات السنين. كما أنها توفر معلومات أكثر تفصيلاً تُستخدم بعد ذلك لتوجيه تحقيقات المسبار كيوريوسيتي في تاريخ الكوكب الأحمر. سيتم استخدام هذه المعلومات أيضًا من قبل فريق Mars 2020 Perseverance التابع لوكالة ناسا أثناء قيامهم بتقييم واختيار عينات الصخور للعودة في نهاية المطاف إلى الأرض.
“لقد تعلمنا شيئًا مهمًا للغاية: هناك بعض الأجزاء من سجل الصخور المريخية التي ليست جيدة جدًا في الحفاظ على أدلة على ماضي الكوكب والحياة المحتملة” ، قال أشوين فاسافادا ، عالم مشروع كيوريوسيتي والمؤلف المشارك في ناسا جيت. مختبر الدفع في جنوب كاليفورنيا. “الشيء المحظوظ هو أننا وجدنا كلاهما قريبين من بعضهما البعض في Gale Crater ، ويمكننا استخدام علم المعادن لمعرفة أيهما.”
إن الفضول في المرحلة الأولية من التحقيق في الانتقال إلى “وحدة حاملة للكبريتات” ، أو صخور يعتقد أنها تشكلت أثناء جفاف مناخ المريخ.
المرجع: “تدمير المعادن الطينية في فوهة غيل بفعل المياه المالحة ، المريخ” بواسطة TF Bristow ، و JP Grotzinger ، و EB Rampe ، و J. Cuadros ، و SJ Chipera ، و GW Downs ، و CM Fedo ، و J. Achilles، DF Blake، N. Castle، P. Craig، DJ Des Marais، RT Downs، RM Hazen، DW Ming، SM Morrison، MT Thorpe، AH Treiman، V. Tu، DT Vaniman، AS Yen، R. Gellert، PR Mahaffy و RC Wiens و AB Bryk و KA Bennett و VK Fox و RE Millken و AA Fraeman و AR Vasavada ، 9 يوليو 2021 ، علم.
DOI: 10.1126 / science.abg5449
تتم إدارة المهمة بواسطة JPL ، وهو قسم من Caltech ، لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا ، واشنطن. الزملاء في قسم أبحاث المواد الفلكية وعلوم الاستكشاف في ناسا في مركز جونسون وجودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، هم أيضًا مؤلفون على الورقة ، بالإضافة إلى مؤسسات أخرى تعمل في كيوريوسيتي.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”