Mars 2020-landingsstedet byder på unikke muligheder

I 2020, NASA's næste rover vil starte fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida og begive sig til Jezero-krateret på Mars. Jezero var engang hjemsted for et gammelt sø-delta-system, som videnskabsmænd mener kan have fanget og bevaret information om den røde planets udvikling - og, hvis det nogensinde har eksisteret der, vidnesbyrd om gammelt liv.

Stedet, som NASA Science Mission Directorate Associate Administrator Thomas Zurbuchen annoncerede i sidste uge, blev udvalgt blandt 60 kandidater for sin rige geologi, der går tilbage til 3,6 til 3,9 milliarder år. Beslutningen var mange år undervejs, og før stedet endelig blev valgt, forskere fra hele verden samlet i Glendale, Californien, at udlåne deres ekspertise på de fire endelige kandidatlandingssteder ved den sidste af fire Mars 2020 Landing Site Workshops.

En af disse videnskabsmænd var Tanja Bosak, en lektor i MIT's Department of Earth, Atmosfæriske og planetariske videnskaber (EAPS). Hendes arbejde bruger eksperimentel geobiologi til at udforske moderne biogeokemiske og sedimentologiske processer i mikrobielle systemer. For Bosak, Jezero Crater er det ideelle landingssted for at lære om den potentielle beboelighed af tidlig Mars.

"Jezero-kraterets geologi er meget tydelig [fra kredsløb], og det er klart, at miljøet var beboeligt i fortiden, " siger Bosak. "Det er ældre end noget sedimentært miljø, der er bevaret i klipperekorden fra Jorden. Jezero Crater bevarer nogle af de mest ideelle klippetyper, som vi bruger til at lede efter tidligere liv på Jorden."

Inden i disse klipper er ler og karbonater - mineraler, der vides at lette bevarelsen af ​​fossiler på Jorden. Bosaks arbejde som efterforsker i Simons Collaboration on the Origins of Life (SCOL) bidrog til et foredrag på oktober-workshoppen med titlen, "En søgen efter præbiotiske signaturer med Mars 2020 Rover, " givet af David Catling. Catling er professor i jord- og rumvidenskab ved University of Washington og er også SCOL-forsker.

I sin tale, Catling hævdede, at selvom liv aldrig dukkede op på Mars i første omgang, forskere kunne fokusere på, om præbiotiske prækursorer nogensinde var til stede i Mars-miljøet - information, der er vigtig for at skelne de betingelser, der er nødvendige for, at liv kan opstå.

Roger indkalder, Schlumberger professor i geobiologi i EAPS og SCOL-forsker, også bidraget til oplægget. Som hovedefterforsker for MIT NASA Astrobiology Institute-teamet Foundations of Complex Life, og som medlem af Sample Analysis on Mars-instrumentteamet ved hjælp af NASAs Curiosity-rover, Summons arbejde fokuserer på bevarelsen af ​​organisk stof fra forskellige miljøer på Jorden og Mars.

"Vi ved fra vores bestræbelser på at finde spor af det tidligste liv på Jorden, at den bedste chance for at finde overbevisende og troværdige beviser vil komme fra undersøgelser af velbevarede, finkornede lagdelte sten, der blev aflejret under stillestående vand, " siger Stævningen.

Tidligere på året, både Bosak og Summons bidrog til "A Field Guide to Finding Fossils on Mars, " en anmeldelsesartikel offentliggjort i Journal of Geophysical Research der opsummerede strategierne bag søgningen efter ældgamle biosignaturer blandt de forskellige potentielt beboelige Mars-miljøer. Forfatterne af gennemgangen nævnte gunstigheden af ​​sedimentære miljøer meget som dem, der findes ved Jezero Crater, fordi analoger til disse miljøer på Jorden, som floddeltaer og søer, har det højeste potentiale til at indsamle og bevare både molekylære fossiler og kropsfossiler af mikrober.

Faktisk, organisk stof blev for nylig opdaget i 3 milliarder år gamle muddersten på stedet for en gammel sø ved Gale Crater, forskningsstedet for Mars Curiosity Rover. Fundene, udgivet i Videnskab , ført til øgede interesser i potentiel bevarelse af organisk materiale på andre landingssteder på Mars - inklusive Jezero Crater. Dette skyldes, at Mars 2020-missionen, i modsætning til tidligere missioner til Mars, vil ikke kun udføre målinger i Mars-miljøet, men vil også indsamle og cache sedimentkerner fra steder af interesse for at blive returneret til Jorden under en senere mission.

"Mens meget kan læres af at bruge billeddannelse og spektroskopiske værktøjer, der kan fjernbetjenes på rumfartøjer, intet kan sammenlignes med følsomheden og specificiteten med den hastigt fremadskridende kemiske instrumentering, vi kan få adgang til i laboratorier rundt om i verden, "Siger Summons. "Dette er blevet vist igen og igen af, hvad der er blevet lært i løbet af de næsten halvtreds års studier af sten, der blev returneret til Jorden under Apollo-æraen med måneudforskning."

Bosak er mest begejstret for de billeder og data, roveren vil indsamle under sin mission til Jezero Crater. Missionen kunne kaste lys over, om karbonater til stede på kanten af ​​krateret "fældede ud af søen, ligesom kalksten gør." På Jorden, "Kalksten fra den tidlige Jord kan have former, der registrerer mikrobielle interaktioner med sedimenter og mikrobielt stimuleret udfældning af mineraler, siger Bosak.

Ben Weiss, professor i planetariske videnskaber i EAPS, deltog også i Mars 2020 Landing Site Workshop og præsenterede med medforfatter Anna Mittelholz, en kandidatstuderende ved University of British Columbia, om potentielle undersøgelser af Mars' magnetfelt.

"Jezero vil også være et ekstremt spændende sted at få prøver til at forstå historien om det gamle Mars magnetfelt, " siger Weiss. Om sommeren, Mittelholz og Weiss publicerede et papir i tidsskriftet Earth and Space Science, "The Mars 2020 Candidate Landing Sites:A Magnetic Field Perspective, ", som beskriver de resultater, de præsenterede på workshoppen.

Engang under Mars planetariske udvikling, Mars mistede sit globale magnetfelt og meget af sin tidlige atmosfære, hvilket kunne have ændret marsmiljøet drastisk. Planetariske magnetfelter genereres ved bevægelse af metalliske væsker dybt inde i planetariske indre i en proces kendt som dynamoen. For eksempel, Jordens magnetfelt genereres og opretholdes fra dets smeltede, jernrig kerne.

"Det vigtigste spørgsmål er at bestemme, hvornår [Mars] dynamoen slukkede. Dette ville hjælpe med at afgøre, om overgangen fra en varmere, vådere tidlige Mars til den nuværende kolde og tørre tilstand var forårsaget af tabet af dynamofeltet, " siger Weiss. "Jezero er et glimrende sted at teste denne hypotese, fordi den indeholder sten og mineraler, der spænder over den tid, vi har mistanke om, at dynamoen slukkede."

Alt i alt, rover-udforskning og prøveindsamling ved Jezero Crater kan forbedre videnskabelig viden på tværs af discipliner.

"Jezero Crater vil være et fantastisk sted for at forstå dynamoens bidrag til at beskytte den tidlige atmosfære, og den tidlige Mars' beboelighed, " siger Weiss.

Den information, der også kunne bidrage til vores forståelse af, hvordan og hvorfor livet tog fat på vores egen planet.

"Jeg tror, ​​det er så godt, som det kan blive, siger Bosak.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.