NASA przewierciła Marsa na 35 metrów. To, co zobaczyli, zmienia obraz czerwonej planety

Perseverance wwiercił się głęboko w dno słynnego marsjańskiego krateru i odsłonił historię planety sprzed miliardów lat.

Dzisiejszy Mars wygląda jak martwa, zakurzona pustynia. Dane z nowej kampanii badawczej pokazują jednak, że pod tą pozornie nudną skorupą kryje się zapis gwałtownej wodnej przeszłości, o której naukowcy do tej pory tylko spekulowali.

Mały łazik, wielka dziura: 35 metrów w głąb Marsa

Perseverance to robotyczny łazik NASA, który wylądował na Marsie w 2021 roku. Jego główne zadanie jest proste w założeniu, a szalenie trudne w praktyce: znaleźć ślady dawnego życia. Misja koncentruje się na kraterze Jezero – rozległej strukturze uderzeniowej, którą od lat wskazywano jako dawne jezioro z zasilającą je rzeką.

Tym razem zespół sterujący łazikiem wykorzystał jego radar do prześwietlenia gruntu na głębokość aż 35 metrów. To prawie dwukrotnie więcej niż w poprzednich pomiarach prowadzonych w tej samej okolicy. W skali geologii Marsa oznacza to skok o około 4,2 miliarda lat wstecz – do czasów, gdy planeta dopiero się kształtowała.

Przeczytaj również: Francuscy emeryci rezygnują z Portugalii. Zakochali się w jednym nadmorskim miasteczku

Dla naukowców to jak darmowe wiercenie dziesiątek głębokich odwiertów bez konieczności stawiania na Marsie wielkiej wiertni – wszystko dzięki radarowi w podwoziu łazika.

Rzeki, delty i „röntgen” dna krateru Jezero

Radar zarejestrował w głębi Marsa wyraźne warstwy o różnej gęstości i twardości. Na opracowanych później obrazach przybrały one formę naprzemiennych, jasnych i ciemnych pasm. Naukowcy nałożyli te dane na trójwymiarową mapę powierzchni Jezero i połączyli struktury w głębi z widocznymi dziś formami terenu.

Efekt przypomina medyczne zdjęcie rentgenowskie: pod powierzchnią krateru widać zamrożone w skale koryta rzek, meandry i rozległe delty. Struktury układają się dokładnie tam, gdzie geolodzy od dawna podejrzewali istnienie starożytnego systemu rzecznego, ale brakowało im twardych danych z głębi gruntu.

Przeczytaj również: Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał siedem godzin. Naukowcy są zaskoczeni

• meandrujące koryta wskazujące na długotrwały przepływ wody, a nie pojedynczą powódź,
• grube pakiety osadów typowe dla delty rzecznej wpadającej do jeziora,
• warstwy o różnej twardości sugerujące zmiany warunków środowiskowych w czasie.

Te elementy układają się w spójny obraz: krater Jezero nie był tylko epizodycznym zbiornikiem, który napełnił się raz i wysechł. Dane radaru wskazują na długotrwale działający, rozbudowany system rzeczny.

Mars mokry znacznie wcześniej niż sądzono

Jedna z najbardziej fascynujących konsekwencji jest związana z wiekiem zaobserwowanych struktur. Analiza sugeruje, że środowisko rzeczne istniało już w tak zwanym okresie noachijskim – najstarszym znanym etapie historii Marsa, ponad 3,7 miliarda lat temu.

Przeczytaj również: Mikroby z ekstremów Ziemi mogą zdradzić, czy coś żyje na Marsie

Do tej pory sądzono, że tak rozbudowane systemy wodne pojawiły się później, gdy na powierzchni kształtowały się duże delty widoczne na zdjęciach z orbity. Nowe dane przesuwają ten moment w czasie. Oznacza to, że Mars przez długi okres był nie tylko wilgotny, ale też mógł stwarzać stabilne warunki nadające się do zamieszkania dla mikroorganizmów.

Dla astrobiologów to bardzo kuszący scenariusz: jeżeli woda płynęła po Marsie wcześniej, niż zakładano, to okno czasowe, w którym mogło powstać życie, znacznie się wydłuża.

Naturalne „konserwy” sprzed miliardów lat

Perseverance nie tylko patrzy w głąb radarem. Łazik bada też skład skał i osadów. W ramach tej kampanii naukowcy skupili się między innymi na poszukiwaniu minerałów z grupy węglanów magnezu, czyli związków zawierających węgiel, magnez i tlen.

Takie minerały działają jak naturalne puszki. W sprzyjających warunkach potrafią zachować chemiczne ślady dawnego życia przez niewyobrażalnie długi czas. Jeżeli w chwili ich powstawania w marsjańskich wodach krążyły mikroorganizmy, ich „odciski palców” mogły zostać zamknięte w strukturze kryształów.

Jeżeli głęboko w osadach Jezero znajdą się bogate węglany magnezu, będziemy mieli w ręku materiał przypominający zamrożony archiwum potencjalnej biosfery Marsa.

Według zespołu misji dane z radaru i pomiary skał wskazują, że Perseverance pracuje w miejscu, które można traktować jak geologiczną bibliotekę. W kolejnych latach to właśnie stąd mają pochodzić próbki skał, które w ramach przyszłych misji mogą trafić na Ziemię.

Dlaczego Jezero jest tak ważne dla nauki

Dwa główne powody zainteresowania kraterem

Badacze szczególnie mocno podkreślają dwie kwestie, które wynikają z nowych pomiarów:

• Historia wody – głębokie struktury potwierdzają, że na Marsie istniał złożony i długotrwały system rzeczny, a nie pojedynczy epizod wilgotnego klimatu.
• Poszukiwania śladów życia – osady rzeczne i deltowe są na Ziemi jednymi z najlepszych miejsc do znajdowania śladów mikroorganizmów, więc podobne środowisko na Marsie jest naturalnym celem misji.

Dane opisano w pracy opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie naukowym Science, co w praktyce oznacza, że przeszły one bardzo szczegółową weryfikację przez niezależnych ekspertów. Dla misji Perseverance to ważny etap – potwierdza, że łazik wylądował dokładnie tam, gdzie warto szukać odpowiedzi na pytania o wodną przeszłość czerwonej planety.

Jak działa radar, który „widzi” pod powierzchnią Marsa

Instrument używany przez łazik to rodzaj radaru penetrującego grunt. Wysyła on w dół krótkie impulsy radiowe i mierzy, jak szybko i w jaki sposób sygnał odbija się od kolejnych warstw. Zmiany w czasie powrotu fali i jej sile pozwalają zrekonstruować układ osadów oraz ich twardość.

To narzędzie szczególnie cenne na Marsie, gdzie nie da się tak po prostu wiercić w wielu miejscach. Radar daje szansę, by na dużym obszarze szybko zorientować się, gdzie warto w przyszłości wykonywać odwierty i skąd pobierać próbki do szczegółowych analiz.

Co ta historia mówi o przyszłości badań Marsa

Nowe wyniki wzmacniają argument, aby w kolejnych misjach jeszcze mocniej skupić się na dawnych systemach rzecznych. Perseverance może jedynie ograniczenie badać skały na miejscu. Najbardziej szczegółowe testy – w tym wyszukiwanie bardzo subtelnych śladów chemicznych – wymagają laboratoriów na Ziemi.

Dlatego trwają przygotowania do programu marsjańskiego „sample return”, czyli przywiezienia próbek skał. Informacje o strukturach w głębi krateru pomagają wybrać takie fragmenty osadów, które mają największą szansę przechowywać cenne ślady dawnego środowiska.

Dla laików może brzmieć to abstrakcyjnie, ale geolodzy działają trochę jak śledczy: szukają miejsc, gdzie natura sama zgromadziła i zakonserwowała dowody. Głęboko położone warstwy rzeczne i jeziorne należą do najcenniejszych „miejsc zbrodni” w tym kosmicznym dochodzeniu.

Mars jako laboratorium dla teorii o losach planet

W tle pojawia się jeszcze jeden wątek. Porównanie historii Marsa i Ziemi pomaga lepiej zrozumieć, jak zmieniają się skaliste planety wokół gwiazd. Obie planety prawdopodobnie zaczynały dość podobnie: z wodą w stanie ciekłym na powierzchni i gęstą atmosferą. Dziś jedna z nich tętni życiem, druga jest zimną pustynią.

Jeżeli uda się dokładniej odtworzyć wodną przeszłość Marsa, łatwiej będzie też sprawdzić, czy mikroorganizmy miały tam w ogóle szansę się pojawić, a jeśli tak – jak długo mogły przetrwać. To z kolei wpływa na nasze szacunki dotyczące liczby potencjalnie zamieszkiwalnych planet w kosmosie oraz tego, jak łatwo życie rodzi się i ginie.

Warto też pamiętać, że każde takie badanie uczy inżynierów projektowania lepszych instrumentów. Dzisiejszy radar w podwoziu Perseverance to dopiero krok w kierunku jeszcze bardziej czułych systemów, które kiedyś mogą latać nie tylko na Marsa, ale też na lodowe księżyce Jowisza czy Saturna. To tam naukowcy upatrują kolejnych obszarów, gdzie woda i chemia mogą sprzyjać formowaniu się życia, choć w zupełnie innych warunkach niż na czerwonej planecie.