Mars-forskere undersøger oldtidens liv i Australien

Som enhver geolog, der er hans eller hendes salt værd, vil fortælle dig, der er sten, og så er der sten. Næste juli, NASA og European Space Agency (ESA) opsender rovers til Mars, der vil lede efter tegn på tidligere mikrobielt liv, og for at finde dem, forskerne med NASA's Mars 2020-mission og ESA's ExoMars bliver nødt til at undersøge forskellige slags sten, der giver overbevisende indsigt i det miljø, de blev lavet i - alt sammen fra 100 millioner miles væk.

"Selvom vi forventer at finde mange betydningsfulde sten under både Mars 2020 og ExoMars missioner, vi skal også lade muligheden stå åben for at kunne finde en eller flere meget specielle sten, den slags, hvis opdagelse ikke kun ville tale meget om Mars' historie, men bidrage væsentligt til diskussionen om liv andre steder i universet, " sagde Ken Farley, Mars 2020-projektforsker ved Caltech i Pasadena.

Guidet af Martin Van Kranendonk, direktør for Australian Center for Astrobiology ved University of New South Wales, medlemmer af de to missioners videnskabshold tog på ekspedition til det nordvestlige Australiens Pilbara-region for at analysere, diskutere og debattere stromatolitter - strukturer bevaret i sten, der blev dannet i vand på den tidlige jord, og som indeholder en forstenet optegnelse over gammelt mikrobielt liv. Blandt videnskabsholdenes stop:en stromatolitklynge i en klippegruppe kaldet Dresser-formationen, der indeholder nogle af de ældste kendte fossiliserede optegnelser om livet i vores verden.

"For omkring 3,48 milliarder år siden, dette område var hjemsted for en caldera, eller kollapset vulkan, fyldt med varmt, boblende havvand, " sagde Van Kranendonk. "På samme tid, dette sted var også hjemsted for strukturer kaldet mikrobielle måtter - synlige for det blotte øje, men sammensat af mikroskopiske organismer. I dag ville du kende dem som simpelt damskum, men dengang var de de mest komplekse livsformer på Jorden."

Sandsynligvis drevet af fotosyntese, sammen med varme og kemisk energi i calderaen, disse måtter levede i vandkanten, udskiller en slim, der ville fange sedimentkorn, der hvirvler rundt i vandet. Over tid, ark efter ark af disse mikrober fangede sediment oven på tidligere lag. Da havvandet trak sig tilbage og damskummet tørrede op og forsvandt årtusinder senere, hvad der var tilbage var slående bevis på denne samudvikling af geologi og biologi.

"En stromatolit er ret subtil for det utrænede øje, " sagde Van Kranendonk. "Men når du kender detaljerne, du genkender, at disse bølgede, rynkede klipper har en anden struktur end den, der kan forklares ved blot geologi."

Tidligere liv på Mars?

Selvfølgelig, Outback er ikke Mars, men det, der skete i Dresser-formationen for en milliard år siden, og det, der skete på den røde planet på nogenlunde samme tid, deler nogle uhyggelige ligheder.

For mellem 3 milliarder og 4 milliarder år siden på Mars 2020-landingsstedet, Jezero krater, en flod flød ud i en vandmasse på størrelse med Lake Tahoe, aflejring af delta-sedimenter pakket med ler- og karbonatmineraler. Forholdene var ideelle for stromatolitter at danne på kystlinjerne, hvilket er en af ​​hovedårsagerne til, at rover-teamet vil lande dernede i februar 2021. "Det er svært at tænke på en bedre opskrift for, at livet kan trives - og for at dets rekord skal bevares - end den, vi ser hos Jezero, " sagde Ken Williford, stedfortrædende projektforsker for Mars 2020 ved JPL.

Hvis stromatolitter nogensinde har eksisteret i Jezero eller ved Oxia Planum, ExoMars-landingsstedet, holdene skal vide, hvad de skal kigge efter, derfor denne tur til Outback. Men det er ikke den eneste grund til, at de kom.

"Jeg organiserede denne første fælles Mars 2020-ExoMars videnskabsekspedition, så videnskabsmænd fra vores to store missioner kunne få et nyt perspektiv på disse enestående stromatolitter; et laboratoriemiljø kan bare ikke give den samme kontekst, " sagde Mitch Schulte, Mars 2020-programforsker ved NASAs hovedkvarter i Washington. "Det gælder for oplevelsen som helhed, også - samtalerne, sammenligning af noter og planlægning af fremtidige udvekslinger, der blev foretaget her i Pilbara, vil gå langt for at fremme Mars-videnskaben."

To missioner, To Rovere

Mens de to missioner begge søger at finde beviser for tidligere liv, hver nærmer sig udfordringen på sin egen måde. Landet ned omkring en uge efter Mars 2020, ExoMars rover, ellers kendt som Rosalind Franklin, bærer et kernebor, der ved to eller flere lejligheder vil bore næsten 7 fod (2 meter) ind i Mars-skorpen. Roveren vil analysere prøverne på stedet med en sofistikeret række videnskabelige instrumenter.

Kernemekanismen på NASAs Mars 2020-rover borer mere lavvandede huller, men er designet til at indsamle mere end 40 sten- og jordkerneprøver. Der vil være analyse på stedet af sten på kerneboringsstederne, og selve prøverne vil blive forseglet i metalrør, der i sidste ende vil blive deponeret af roveren på bestemte steder. Fremtidige missioner kan derefter hente disse prøver og returnere dem til Jorden for den slags laboratorieanalyse, som bare ikke er mulig på Mars.

"Disse to Mars-missioner vil være revolutionære, fordi de er komplementære, " sagde Teresa Fornaro, et videnskabsteammedlem for Mars Organic Molecule Analyzer-instrumentet ombord på ExoMars. "To forskellige rovere med to forskellige sæt instrumenter, udforsker to forskellige landingssteder på samme tid. Nogle af Mars 2020's egenskaber til at karakterisere overflademiljøet kunne hjælpe med at vejlede ExoMars om, hvor de skal bore. Omvendt viden om ændringen af ​​mulige organiske stoffer som funktion af dybden af ​​ExoMars kunne hjælpe Mars 2020 med at vælge de mest interessante overfladeprøver til at indsamle til fremtidig tilbagevenden til Jorden."

Da den fælles Mars 2020-ExoMars videnskabelige Outback-ekspedition sluttede i slutningen af ​​august, videnskabsholdene gik hver til sit. Men til dem, der finpudset deres stromatolit-jagtfærdigheder i Pilbara, rejsens indflydelse fortsætter.

"Det, der sker, og arbejder her i marken, sker også i NASAs og ESAs haller, " sagde Schulte. "At finde beviser for liv i en anden verden, hvis det nogensinde har eksisteret, vil kræve vedholdenhed og en hel masse hjernekraft. Hvis der er en stromatolit i rovernes rækkevidde, Jeg tror, ​​vi har en god chance for at finde den ... og vi finder den sammen. Denne tur vil have hjulpet med det."

Lanceringsvinduet for Mars 2020 åbner den 17. juli, 2020. Det lander ved Mars' Jezero-krater den 18. februar, 2021. Lanceringsvinduet for ExoMars åbner 25. juli, 2020. Den lander på Oxia Planum i marts 2021.