Der Perseverance-Rover ist erst vor 10 Monaten auf dem Planeten gelandet, hat aber bereits diese überraschende Entdeckung gemacht.
Die neuesten Erkenntnisse des Rovers deuten darauf hin, dass das Grundgestein, über das er seit der Landung gefahren wurde, einst durch vulkanische Lavaströme gebildet wurde – etwas, das laut Missionswissenschaftlern “völlig unerwartet” war. Zuvor dachten sie, die geschichteten Gesteine, von denen Perseverance Fotos machte, seien Sedimentgestein.
Die Gesteine, die Perseverance bisher beprobt hat, haben auch gezeigt, dass sie mehrmals mit Wasser interagiert haben und einige von ihnen organische Moleküle enthalten.
Diese Entdeckungen könnten Wissenschaftlern helfen, einen genauen Zeitplan für die Ereignisse zu erstellen, die sich im Jezero-Krater, dem Standort eines alten Sees, ereignet haben, und haben weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis des Mars.
Der Fund wurde am Mittwoch während des Herbsttreffens der American Geophysical Union in New Orleans bekannt gegeben.
Seit Jahren fragen sich Wissenschaftler, ob das Gestein in diesem Krater Sedimentgestein war, das aus Materialschichten besteht, die von einem alten Fluss abgelagert wurden, oder Eruptivgestein, das sich bildet, wenn Lava abkühlt.
“Ich begann zu verzweifeln, dass wir nie die Antwort finden würden”, sagte Ken Farley, Wissenschaftler für das Perseverance-Projekt am California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, in einer Erklärung.
Alles änderte sich, als Perseverance anfing, mit einem Bohrer am Ende seines Roboterarms die Oberflächen von Gesteinen abzukratzen.
“Die Kristalle im Gestein lieferten die rauchende Waffe”, sagte Farley.
Beharrlichkeit ist mit einer Reihe ausgeklügelter Instrumente bewaffnet, die diese abgeschabten Gesteine abbilden und analysieren und ihre Zusammensetzung und ihren Mineralgehalt aufdecken können. Eines dieser Instrumente ist PIXL oder das Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry.
Im November nutzte Perseverance seine Instrumente, um einen Felsen zu studieren, der vom Team den Spitznamen “Brac” erhielt. Die Analyse ergab große Olivinkristalle, die von Pyroxenkristallen umgeben waren, was beide darauf hinwies, dass das Gestein aus vulkanischen Lavaströmen stammte.
“Ein guter Geologiestudent wird Ihnen sagen, dass eine solche Textur auf das Gestein hinweist, das gebildet wurde, als Kristalle in einem langsam abkühlenden Magma wuchsen und sich in einem langsam abkühlenden Magma niederließen – zum Beispiel ein dicker Lavastrom, ein Lavasee oder eine Magmakammer”, sagte Farley.
„Das Gestein wurde dann mehrmals durch Wasser verändert, was es zu einer Fundgrube macht, die es zukünftigen Wissenschaftlern ermöglicht, Ereignisse in Jezero zu datieren, die Zeit besser zu verstehen, in der Wasser auf seiner Oberfläche häufiger vorkam, und die frühe Geschichte des Planeten aufzudecken. Mars Sample Return wird eine großartige Auswahl haben.”
Nun möchte das Team wissen, ob die Olivin-haltigen Gesteine von einem abkühlenden Lavasee gebildet wurden oder ob sie aus einer unterirdischen Lavakammer stammen, die später durch Erosion freigelegt wurde.
“Das war völlig unerwartet, und wir haben Mühe, zu verstehen, was es bedeutet”, sagte Farley. “Aber ich werde spekulieren, dass dies wahrscheinlich nicht der ursprüngliche Kraterboden ist. Vom Durchmesser dieses Kraters gehen wir davon aus, dass der ursprüngliche Kraterboden deutlich tiefer liegt als dort, wo wir uns jetzt befinden.”
Es ist möglich, dass Lava in den Krater geflossen ist, sagte er, aber der ursprüngliche Kraterboden liegt unter dem Felsen, über den sie jetzt fahren.
Proben zurückbringen
Bisher hat Perseverance vier Gesteinsproben gesammelt und plant, bis zu 37 weitere zu sammeln. Diese Proben werden von zukünftigen Missionen zur Erde zurückgebracht, wodurch sie sehr detailliert und auf vielfältige Weise untersucht werden können. Proben aus dem Jezero-Krater und seinem Flussdelta könnten zeigen, ob jemals Leben auf dem Mars existiert hat.
Auf der Erde angekommen, können vulkanische Gesteine mit sehr hoher Genauigkeit datiert werden, sodass diese neuesten Proben dem Team helfen könnten, genauere Daten für Merkmale und Ereignisse auf dem Mars zu ermitteln.
Diese Gesteine haben im Laufe der Zeit mit Wasser interagiert, um neue Mineralien zu bilden. Die Mineralien in den Proben können Aufschluss über das Klima und die Umwelt und sogar die Zusammensetzung des Wassers vor Milliarden von Jahren auf dem Roten Planeten geben.
“Das wird uns sagen, ob das dort vorhandene Wasser in der Vergangenheit potenziell bewohnbar war oder nicht”, sagte Kelsey Moore, Geobiologe und Postdoktorand am California Institute of Technology.
Der Rover entdeckte mit seinem SHERLOC-Instrument oder Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals auch organische Moleküle in dem von ihm beprobten Gestein.
Das Vorhandensein organischer Moleküle ist nicht unbedingt gleichbedeutend mit Anzeichen für vergangenes Leben oder Biosignaturen. Organische Stoffe können biologisch oder abiotisch erzeugt werden – ein physikalischer Prozess, der keine lebenden Organismen umfasst.
Der Curiosity-Rover, der 2012 auf dem Mars gelandet ist, hat auch organische Stoffe in seinem Landeplatz des Gale-Kraters entdeckt. Jetzt, da Perseverance sie auch entdeckt hat, “hilft uns dies, die Umgebung zu verstehen, in der sich die organischen Stoffe gebildet haben”, sagte Luther Beegle, SHERLOC-Leiterforscher am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, in einer Erklärung.
Während weitere Untersuchungen erforderlich sind, um festzustellen, wie diese organischen Moleküle entstanden sind, gibt ihre Anwesenheit dem Wissenschaftsteam Hoffnung. Dies bedeutet, dass auch auf dem Mars Spuren von vergangenem oder gegenwärtigem Leben erhalten bleiben könnten, falls es dort jemals Leben gegeben hätte.
“Wenn diese Proben zur Erde zurückgebracht werden, werden sie viele Jahre lang eine Quelle wissenschaftlicher Untersuchungen und Entdeckungen sein”, sagte Beegle.
Und Perseverance hat auch sein bodendurchdringendes Radargerät an Bord verwendet, das erste, das jemals auf dem Mars getestet wurde. Der Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment, kurz RMFAX, wurde verwendet, um “in den Untergrund zu blicken und die Struktur eines Gesteins unter unseren Rädern zu bestimmen”, sagte Briony Horgan, außerordentliche Professorin für Planetenwissenschaften an der Purdue University und Wissenschaftlerin an der Rover-Mission.
Das Experiment wurde verwendet, als der Rover über einen Kamm fuhr. Die Radardaten zeigten mehrere Gesteinsformationen mit einer Abwärtsneigung, die sich von der Kammlinie selbst unter der Oberfläche fortsetzen. Instrumente wie RIMFAX können Wissenschaftlern helfen, eine bessere geologische Karte des Mars zu erstellen, um seine Geschichte zu verstehen.
Untersuchung eines alten Flusses
Beharrlichkeit hatte 2021 ein herausragendes Jahr und wird nächstes Jahr in ein noch faszinierenderes Gebiet vordringen: das alte Flussdelta.
Diese fächerförmige Struktur fasziniert Wissenschaftler seit Jahren, und Farley sagte, der Rover werde in etwa sechs oder acht Monaten das Delta erreichen.
Die Gesteine im Delta sind höchstwahrscheinlich sedimentär und fangen wertvolle Schlickschichten des Flusses ein, der einst in den Kratersee floss. Und die Proben könnten zeigen, ob sich organische Moleküle, die mit Lebenszeichen verbunden sind, oder sogar Mikrofossilien in den Überresten des Deltas verstecken könnten.