Hvad to planetariske søskende kan lære os om livet

Mars og Jorden er som to søskende, der er vokset fra hinanden.

Der var engang, hvor deres lighed var uhyggelig:Begge var varme, våde og indhyllet i tykke atmosfærer. Men for 3 eller 4 milliarder år siden, disse to verdener gik forskellige veje.

Vi ved måske snart, hvorfor de gik hver til sit. NASAs InSight-rumfartøj ankommer til den røde planet på mandag, 26. nov., og vil give videnskabsfolk mulighed for at sammenligne Jorden med dens rustne søskende som aldrig før.

InSight (en forkortelse for Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) vil ikke lede efter liv på Mars. Men studerer dets indre – hvad det er lavet af, hvordan dette materiale er lagdelt, og hvor meget varme der siver ud af det - kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå, hvordan en planets udgangsmaterialer gør det mere eller mindre tilbøjeligt til at understøtte liv.

"Jorden og Mars blev støbt ud af meget lignende ting, " sagde Bruce Banerdt, InSights hovedefterforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, som leder missionen. "Hvorfor viste de færdige planeter sig så anderledes? Vores målinger vil hjælpe os med at skrue tiden tilbage og forstå, hvad der skabte en frodig jord, men en øde Mars."

Servering af livet på en tallerken

Lang tid siden, Mars holdt op med at ændre sig, mens Jorden fortsatte med at udvikle sig.

Jorden udviklede en slags geologisk "transportbånd", som Mars aldrig havde:tektoniske plader. Når de mødes, de kan skubbe skorpen ind i planeten. Når de flytter fra hinanden, de gør det muligt for ny skorpe at dukke op.

Denne kværnning af materiale bringer mere end blot sten til overfladen. Nogle af livets mest vitale ingredienser er såkaldte flygtige stoffer, som omfatter vand, kuldioxid og metan. Fordi de let ændrer sig til gas (det er det, der gør dem flygtige), de kan frigives ved tektonisk påvirkning.

Det faktum, at Mars ikke har tektoniske plader, tyder på, at dens skorpe aldrig blev genbrugt tilbage til planetens indre. Kunne livets udseende afhænge af, om der er tektoniske plader til stede for at samle flygtige stoffer?

"Et af vores nøglespørgsmål vedrørende beboelighed er, hvad er de nøglebetingelser, planeter har brug for, for at liv kan dannes?" sagde Sue Smrekar, InSights stedfortrædende hovedefterforsker hos JPL. "Forståelse af en planets indledende byggesten sætter scenen for, hvordan processer, der påvirker miljøet, udvikler sig over tid."

InSight kunne hjælpe med at besvare disse spørgsmål ved at bruge et seismometer, kaldet Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), at se, hvordan jordskælv – som kan være forårsaget af andre processer end blot tektonisk handling – rejser gennem Mars. At forstå, hvordan planeten er lagdelt, vil hjælpe forskerne med at arbejde baglæns, samle hvordan støv, metaller og is i det tidlige solsystem dannede den røde planet.

Rødglødende Mars

Hver klippeplanet fanger en reserve af varme i sit indre. Nogle er fanget, når en planet dannes; resten kommer fra radioaktive materialer, der henfalder over tid. Den varme bevæger sig så gradvist op til overfladen, smeltende stenlag, knækker skorpen og skaber vulkaner, der opstøder flygtige gasser.

Varme er vigtig af flere årsager. Det kunne have skabt varme kilder tidligt i Mars historie, opvarmning af undergrunden nedefra. Det kunne have spyttet damp ud af vulkaner, der senere kondenserede til vandløb og oceaner.

Ved at måle Mars' indre temperatur med en sonde, kaldet Heat Flow and Physical Properties Package (HP3), InSight kunne hjælpe med at forklare, hvordan varme formede planetens overflade, gør det mere eller mindre beboeligt over tid.

En nøgen planet

Varme holder en planets kerne smeltet og flydende. Metalliske elementer i den kerne genererer elektriske strømme, når de bevæger sig, producerer et magnetfelt. Det magnetiske felt er som usynlig rustning, skærme en planet – og alle livsformer, der måtte være på den – mod stråling.

Mars havde engang et stærkt magnetfelt; mange af de ældste dele af planetens skorpe er stærkt magnetiserede. Men for milliarder af år siden, det meste af dette felt forsvandt, efterlader Mars ubeskyttet.

For bedre at forstå hvorfor Mars' magnetfelt forsvandt, InSights forskere ønsker at lære mere om planetens kerne. Om kernen er flydende, fast eller en kombination af begge påvirker, hvordan planeten slingrer om sin akse, ligesom den flydende blomme inde i en spinning, råt æg vil resultere i en anden slingre end den tættere, fast blomme af et kogt æg.

Et radioeksperiment, kaldet Rotation and Structure Experiment (RISE), vil hjælpe InSights forskere med at måle Mars' slingre. Kombineret med data om planetens lag og varme, resultaterne vil gøre det muligt at sammensætte, hvordan Mars mistede sit magnetfelt.

Mars' slingre, tektonisk aktivitet og varmestrøm - alle tre kan hjælpe med at forklare, hvad der satte disse planetariske søskende på forskellige veje, kun én af dem giver meget bedre betingelser for livet i dag.

"Mars er et laboratorium for, hvordan alle disse processer sker tidligt i en planets dannelse, " sagde Smrekar. "InSight vil hjælpe med at begrænse vores modeller af, hvordan planeter er lavet og ændrer sig over tid."