NASA's Perseverance-Rover entschlüsselt die jahrtausendealte Geschichte eines Mars-Sees.

12. Dezember 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Dabei haben die Redakteure auf folgende Merkmale hingewiesen und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts gewährleistet:

• Faktengesichert
• Vertrauenswürdige Quelle
• Korrekturgelesen

von JPL/NASA

Zum 1000. Mars-Tag auf dem Roten Planeten hat der Perseverance Rover der NASA kürzlich seine Erforschung des antiken Flussdeltas abgeschlossen, das Hinweise auf einen See enthält, der vor Milliarden von Jahren den Jezero-Krater füllte. Der sechsrädrige Wissenschaftler hat bisher insgesamt 23 Proben gesammelt und dabei die geologische Geschichte dieser Region des Mars enthüllt.

Eine Probe namens 'Lefroy Bay' enthält eine große Menge feinkörniger Silica, ein Material, das auf der Erde dazu bekannt ist, alte Fossilien zu konservieren. Eine andere Probe namens 'Otis Peak' enthält eine signifikante Menge Phosphat, das oft mit Leben, wie wir es kennen, in Verbindung gebracht wird. Beide Proben sind auch reich an Carbonaten, die Aufzeichnungen über die Umweltbedingungen bei der Bildung des Gesteins konservieren können.

Die Entdeckungen wurden am Dienstag, den 12. Dezember, auf der Herbsttagung der American Geophysical Union in San Francisco vorgestellt.

'Wir haben uns für den Jezero-Krater als Landeplatz entschieden, weil orbitalgewonnene Bilder ein Delta zeigten – klare Hinweise darauf, dass ein großer See einst den Krater gefüllt hat. Ein See ist eine potenziell bewohnbare Umgebung, und Delta-Gestein ist eine großartige Umgebung, um Spuren des früheren Lebens als Fossilien im geologischen Archiv einzuschließen', sagte Kenneth Farley, der Projektwissenschaftler von Perseverance am California Institute of Technology (Caltech). 'Nach gründlicher Erforschung haben wir die geologische Geschichte des Kraters zusammengestellt und seine See- und Flussphase von Anfang bis Ende dokumentiert.'

Jezero entstand vor fast 4 Milliarden Jahren durch den Einschlag eines Asteroiden. Nachdem Perseverance im Februar 2021 gelandet war, entdeckte das Missionsteam, dass der Boden des Kraters aus Magmastein besteht, der entweder unterirdisch aus Magma oder durch vulkanische Aktivität an der Oberfläche entstand. Seitdem wurden Sandstein und Schluffstein gefunden, was auf die Ankunft des ersten Flusses im Krater hunderte Millionen Jahre später hinweist. Über diesen Gesteinen liegen salzreiche Schluffsteine, die auf das Vorhandensein eines flachen Sees hinweisen, der Verdunstung erfahren hat. Das Team vermutet, dass der See schließlich einen Durchmesser von 35 Kilometern und eine Tiefe von 30 Metern erreichte.

Später brachte schnell fließendes Wasser Felsen von außerhalb von Jezero in den Krater, wo sie auf dem Delta und anderswo verteilt wurden.

'Wir konnten in den orbitalen Bildern bereits die grobe Gliederung dieser Kapitel in der Geschichte von Jezero erkennen, aber es erforderte die Nähe von Perseverance, um den Zeitverlauf im Detail zu verstehen', sagte Libby Ives, eine Doktorandin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, das die Mission leitet.

Verlockende Proben

Die Proben, die Perseverance sammelt, sind etwa so groß wie ein Stück Tafelkreide und werden als Teil der Mars Sample Return-Mission in speziellen Metallröhren aufbewahrt, die eine gemeinsame Anstrengung von NASA und ESA (European Space Agency) sind. Das Zurückbringen der Röhren zur Erde würde es Wissenschaftlern ermöglichen, die Proben mit leistungsstarken Laboreinrichtungen zu untersuchen, die zu groß sind, um zum Mars gebracht zu werden.

Um zu entscheiden, welche Proben gesammelt werden sollen, verwendet Perseverance zunächst ein Abrasionswerkzeug, um einen Patch eines potenziellen Gesteins abzutragen, und untersucht dann die Chemie des Gesteins mit präzisen wissenschaftlichen Instrumenten, darunter das von JPL entwickelte Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry, oder PIXL.

Bei einem Ziel, das das Team 'Bills Bay' nennt, entdeckte PIXL Carbonate - Mineralien, die sich in wässrigen Umgebungen mit Bedingungen bilden, die für die Konservierung organischer Moleküle günstig sein könnten. (Organische Moleküle entstehen sowohl durch geologische als auch biologische Prozesse.) Diese Gesteine waren auch reich an Silica, einem Material, das zur Konservierung organischer Moleküle, einschließlich solcher, die mit Leben in Verbindung gebracht werden, hervorragend geeignet ist.

'Auf der Erde findet man dieses feinkörnige Silica oft an Orten, die einst sandig waren', sagte Morgan Cable vom JPL, stellvertretende Hauptermittlerin von PIXL. 'Es ist die Art von Umgebung, in der, auf der Erde, die Überreste alter Leben erhalten und später entdeckt werden könnten.'

Perseverances Instrumente sind in der Lage, sowohl mikroskopische, fossilähnliche Strukturen als auch chemische Veränderungen zu erfassen, die von alten Mikroben hinterlassen wurden, aber sie haben bisher keine Hinweise auf beides gesehen.

Bei einem anderen von PIXL untersuchten Ziel namens 'Ouzel Falls' wurden Eisenbestandteile mit Phosphat gefunden. Phosphat ist ein Bestandteil von DNA und den Zellmembranen allen bekannten terrestrischen Lebens und gehört zu einem Molekül, das Zellen bei der Energieversorgung unterstützt.

Nach Auswertung der PIXL-Ergebnisse für jeden dieser Abrasionspflaster sandte das Team Befehle an den Rover, um Gesteinskerne in der Nähe zu sammeln: Lefroy Bay wurde neben Bills Bay und Otis Peak an Ouzel Falls gesammelt.

'We have ideal conditions for finding signs of ancient life where we find carbonates and phosphates, which point to a watery, habitable environment, as well as silica, which is great at preservation,' Cable said.

Perseverance's work is, of course, far from done. The mission's ongoing fourth science campaign will explore Jezero Crater's margin, near the canyon entrance where a river once flooded the crater floor. Rich carbonate deposits have been spotted along the margin, which stands out in orbital images like a ring within a bathtub.

Provided by JPL/NASA