NASA przewierciła się 35 metrów w głąb Marsa. To, co zobaczyli, zmienia obraz czerwonej planety

Mars kojarzy się dzisiaj z jałową pustynią, czerwonym pyłem i skalistymi równinami. Nowe dane z radaru umieszczonego na łaziku NASA pokazują jednak, że w przeszłości działo się tam o wiele więcej – i że woda mogła krążyć po tej planecie znacznie dłużej, niż dotąd przypuszczano.

Mars bez maski: co naprawdę kryje się pod czerwonym pyłem

Perseverance wylądował w 2021 roku w kraterze Jezero, który według geologów był kiedyś jeziorem zasilanym siecią rzek. Do tej pory większość analiz opierała się na zdjęciach powierzchni i próbkach z kilku centymetrów głębokości. Teraz naukowcy dostali coś znacznie ciekawszego – swoistą tomografię Marsa do 35 metrów w dół.

Za wszystko odpowiada instrument RIMFAX, czyli radar penetrujący grunt. W czasie przejazdu łazika przez dno krateru wysyła on w podłoże fale radiowe, które odbijają się od kolejnych warstw skał. Na tej podstawie można odtworzyć ukryty pod pyłem „przekrój” planety.

Dane z Perseverance pokazują, że pod dnem krateru Jezero kryje się rozległy system dawno wyschniętych rzek i delt, zamrożony w skałach od ponad 4 miliardów lat.

Nowy profil sięga aż 35 metrów w głąb – prawie dwa razy dalej, niż udało się to zrobić w tej lokalizacji wcześniej. Dla geologów planetarnych to jak otwarcie zupełnie nowej kroniki Marsa.

Starożytne rzeki w sercu krateru Jezero

Na obrazach radarowych widać naprzemienne pasma jaśniejszych i ciemniejszych warstw. Różnią się one twardością oraz składem i układają się w struktury typowe dla środowisk rzecznych i deltowych znanych z Ziemi.

• zawinięte, „esowate” sekwencje osadów przypominające dawne zakola rzek,
• klinowate pakiety warstw charakterystyczne dla delty wpływającej do jeziora,
• granice erozyjne świadczące o zmianach poziomu wody i przebiegu koryt.

Naukowcy nałożyli dane z radaru na trójwymiarowy model powierzchni krateru. W ten sposób połączyli widoczne dziś na zdjęciach struktury delty z ich głęboko ukrytym przedłużeniem. To trochę tak, jakby ktoś prześwietlił rzekę Wisłę na całej jej długości i zajrzał w starsze, zasypane koryta.

Okno w bardzo wczesny okres Marsa

Z analizy wynika, że system rzeczny istniał już w tzw. okresie noeckim, ponad 4 miliardy lat temu. To faza, gdy młody Mars był intensywnie bombardowany przez meteoryty, a jednocześnie miał znacznie więcej wody i prawdopodobnie gęstszą atmosferę.

Wcześniej wiele wskazywało, że duże systemy rzeczne i delty ukształtowały się dopiero później. Teraz okazuje się, że „mokry” Mars mógł działać intensywnie dużo wcześniej – i to na większą skalę, niż sugerował sam wygląd powierzchni.

Dlaczego naukowcy tak uparcie szukają dawnych rzek

Dla astrobiologów krater Jezero był od początku jednym z najbardziej obiecujących celów. Delta rzeczna to idealne miejsce na gromadzenie i konserwowanie materii organicznej, jeśli kiedykolwiek powstało tam życie mikrobiologiczne.

Osady rzeczne i jeziorne działają jak naturalne archiwa – potrafią przechować chemiczne ślady dawnych mikroorganizmów przez miliardy lat.

W nowej analizie pojawia się jeszcze jeden istotny detal. Jeśli w głębszych warstwach łazik trafi na minerały z grupy węglanów magnezu, może to być prawdziwa kapsuła czasu. Tego typu skały wyjątkowo dobrze chronią delikatne cząsteczki organiczne przed promieniowaniem i erozją.

Naukowcy porównują je do hermetycznego „konserwowego pudełka”, w którym zamknięto zapis tego, co działo się miliardy lat temu. Ewentualne biosygnatury – specyficzne proporcje pierwiastków, nietypowe wzory izotopowe, złożone związki węgla – właśnie tam mają największą szansę przetrwać.

Perseverance jako zbieracz próbek dla przyszłych misji

Łazik nie tylko bada grunt radarem. Wierci też w skałach i umieszcza rdzenie w specjalnych metalowych pojemnikach. W przyszłości inna misja ma je odebrać i dostarczyć na Ziemię, gdzie trafią do najbardziej zaawansowanych laboratoriów.

Wybór miejsc do wierceń staje się dzięki radarowi znacznie bardziej świadomy. Zamiast liczyć wyłącznie na to, co widać na powierzchni, zespół może kierować łazik w rejony, w których pod spodem leżą konkretne, interesujące warstwy – na przykład dawne dno rzeki albo osady z głębi jeziora.

Co nam to mówi o szansach na życie poza Ziemią

Najważniejszy wniosek z nowej analizy jest prosty: na młodym Marsie działał skomplikowany obieg wody. Nie chodzi tylko o krótkotrwałe potoki po zderzeniach z asteroidami, lecz o długotrwałe rzeki, zmieniające koryta, niosące muł i minerały, tworzące rozległe delty.

Taki układ bardzo przypomina to, co znamy z Ziemi. A z geologii wiemy, że właśnie w podobnych środowiskach – na brzegach jezior, w ujściach rzek, w drobnoziarnistych osadach – najchętniej rozwija się i utrwala życie mikroorganizmów.

Dane z krateru Jezero sugerują, że Mars mógł być „gościnną” planetą znacznie wcześniej, niż dotąd sądzono, i to przez dłuższy czas niż tylko pojedyncze epizody wilgotnego klimatu.

Jeśli woda utrzymywała się tam miliony lat, a nie jedynie tysiące, daje to znacznie więcej czasu na ewentualne procesy chemiczne prowadzące do powstania prostych form życia. Właśnie na to liczy zespół odpowiedzialny za Perseverance.

Jak działa radar, który „widzi” przez marsjański grunt

Dla wielu osób brzmieć to może jak magia – w jaki sposób niewielki łazik na obcej planecie jest w stanie zobaczyć struktury dziesiątki metrów pod ziemią? W praktyce to ta sama zasada, którą stosuje się na Ziemi przy badaniach fundamentów, lodowców czy archeologii.

Radar wysyła w podłoże krótkie impulsy radiowe. Gdy fala natrafia na granicę między warstwami o innym składzie lub wilgotności, część energii wraca do anteny. Mierząc czas powrotu sygnału, można ustalić głębokość danej granicy. Różnice w sile odbicia mówią o tym, jak bardzo zmienia się materiał.

Na Marsie pomaga jeszcze jedna rzecz: suchy, zimny grunt pochłania znacznie mniej energii niż wilgotne, złożone skały na Ziemi. Dzięki temu fale radiowe sięgają tam głębiej, a obraz podpowierzchniowy jest wyraźniejszy, mimo że sam radar jest bardzo kompaktowy.

Co dalej z badaniami krateru Jezero

Perseverance wciąż porusza się po obrzeżach dawnej delty. Kolejne trasy planuje się tak, by „przeciąć” najciekawsze struktury, jakie widać na obrazach radarowych. Każdy nowy profil w głąb gruntu dokładany jest do rosnącej mozaiki danych.

Równocześnie zespół analizuje zebrane próbki skalne. Szuka w nich minerałów, które powstają w obecności wody, takich jak gliny, siarczany czy węglany. Zestawienie tego z obrazem podpowierzchniowym pozwala zrekonstruować, jak zmieniały się warunki w kraterze: kiedy napływała woda, kiedy następowało wysychanie, ile razy rzeki zmieniały bieg.

Dla laików może brzmieć to jak czysta teoria, lecz konsekwencje są bardzo konkretne. Lepiej rozumiejąc Marsa, lepiej oceniamy szanse na podobne procesy w odległych układach planetarnych. Jeśli mokry, dynamiczny etap pojawił się na jednej z najbliższych sąsiadek Ziemi, rośnie prawdopodobieństwo, że nie jesteśmy kosmicznym wyjątkiem.

Warto też pamiętać, że te badania mają bardzo praktyczny wymiar. Gdy mówimy o ewentualnych załogowych lotach na Marsa w kolejnych dekadach, wiedza o budowie gruntu, zawartości lodu czy stabilności dawnych osadów stanie się kluczowa przy wyborze miejsc pod lądowiska, bazy czy pozyskiwanie wody. Perseverance, choć wielkości mniej więcej osobowego auta, już teraz gromadzi informacje, z których w przyszłości mogą skorzystać ludzie stawiający tam pierwsze kroki.