Ötkilométeres hegy leküzdésére készül az új marsjáró

Az eddigi leglátványosabb leszállóhelyre érkezik majd a NASA ősszel startoló új marsjárója. A Gale-kráterben lévő üledékes rétegsor segíthet megismerni, léteztek-e az élet kialakulására alkalmas környezetek egykor a Marson.

Egy közel 5 kilométer magas hegy mellett fog landolni a Marson 2012 augusztusában a Mars Science Laboratory (MSL), a NASA eddigi legfejlettebb rovere. A Gale-krátert négy lehetséges leszállóhely közül választották ki, és mind a biztonságos landolás mérnöki igényeit kielégíti, mind pedig a tudományos kíváncsiságnak is megfelel.

A kijelölt leszállóhely a Gale-kráter aljzatának külső részén, egy sima területen található. Nem ez a rover fő célja, de elég közel van a vizsgálat tárgyához, a kráter közepén lévő hatalmas üledékes hegyhez. A landolásra direkt egy közeli sík területet választottak, innen közelíti meg a Curiosity névre keresztelt marsjáró a célterületet.

Maga a 155 kilométer átmérőjű Gale-kráter a Mars déli féltekéjén található. Peremét alkotó sáncfaláról több helyen futnak belső részébe kiszáradt folyómedrek, amelyek legyező alakban egymásra települt hordalékból álló síkságot hoztak létre. Egy ilyen területen landol az MSL is (lásd az alábbi képen a kék ellipszist). A kráter legérdekesebb része a középpontjában lévő 5 kilométeres üledékes hegy. A kiemelkedés átlagos lejtőszöge 9-11 fok, de ettől jelentős is eltérések vannak, ezért a rovernek figyelmesen kell majd megtervezni az útvonalát, hogy elkerülje a veszélyes részeket.

A Gale-kráter, közepén a vastag üledékes rétegsorral, fent az MSL leszállási területével (kék ellipszis), az ott található folyóvízből lerakódott üledékes legyező alakzattal (piros), valamint a rover tervezett útvonalával (zöld)

Tudományos értéke mellett a központi kiemelkedés látványnak sem lesz utolsó, a távérzékeléses, tehát a bolygó körüli pályáról készített megfigyelések alapján sok érdekes földtani alakzat van a térségben. Az ellenállóbb rétegek több helyen kipreparálódtak, tehát az erózió révén hangsúlyosabbá váltak és élesen kiugranak a környezetükből.

Az üledékes hegy fontosabb ásványcsoportjai

• magnézium-szulfátok: MgSO₄ (változó mennyiségű H₂O-tartalommal) pl. epszomit, kieserit
• szmektit agyagásványok: közelítő képletük (Na,Ca)(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂xnH₂O), pl. montmorillonit, nontronit, saponit
• olivin: (MgFe)₂SiO₄, nem mállott szilikát ásvány

A Gale-kráter réteges üledékei

A területek nagyon változatos összetételű anyagok vizsgálhatóak. Az üledékképződés hosszú időn keresztül zajlott a térségben, miközben a Mars fejlődésével párhuzamosan változtak a felszíni viszonyok. A legmélyebben fekvő rétegek agyagos összetételűek, és viszonylag meleg, vizes környezetben váltak ki. A magasabban lévő szulfátok már hidegebb, feltehetőleg savasabb vizekből ülepedtek ki.

Az üledékes rétegek részlete madártávlatból

A feltételezések alapján az üledékek egy része állóvízben keletkezett, de halmozódásukban a levegőből történő kirakódás is közreműködött, miközben víz vagy jég is volt a területen. Nemcsak a kémhatás és ettől az ásványi összetétel, de a lerakódás körülményei is változtak az évmilliók során. Erre eltérő kinézetű rétegsorok utalnak a hegy különböző szintjén.

A Grand Canyon egy tipikus részének metszete (balra) és azonos méretskálán a Gale-kráter központjában lévő üledékhegy alsó harmadának metszete (Edgett, Sumner)

Az üledékes együttes fejlődése során folyóvízi erózió is volt a központi területen (nem csak a kráter peremvidékén), ekkor átmenetileg szárazra kerültek a legfelső rétegek, amelyek pusztultak, majd halmozódásuk újraindult. Néhol ősi cementált dűnék is megfigyelhetők. Az üledékes rétegek ciklikusnak mutatkoznak, mely arra utal, hogy a környezeti feltételek periodikusan váltakoztak. Esetleg az évszakoknak megfelelően módosultak, de még valószínűbb, hogy a bolygó pályaelemeinek, főleg tengelyferdeségének ingadozása révén változtak.

Az egymás feletti eltérő összetételű rétegsorok a bolygón uralkodó viszonyok változását tükrözik

Az MSL vizsgálatainak értékelését könnyíti majd, hogy a rétegek szépen sorban rakódtak egymásra, tehát egyértelmű, melyik idősebb a másiknál. A nehézséget maga a nagy kiemelkedés jelenti, ha a rover ugyanis az egész üledékes hegyet meg akarja mászni, akkor 5 kilométer magasra kell feljutnia - ez azonban hosszú évekbe telne és a siker valószínűsége is kicsi. Feltehetőleg csak az alsó, legidősebb anyagokat tudja majd megvizsgálni.

Képzeletbeli repülés a Gale-kráter felett

A Gale-kráter közelebb vihet annak megértéséhez, milyen típusú környezetek voltak a Marson, amelyek kedvezhettek az élet esetleges kialakulásának. Sok, az egykori víz jelenlétére utaló nyom lehet az üledékekben. Az eredmények segíthetnek más, hasonlóan idős üledékekkel kitöltött marsi kráterek megértésében is, a Gale ugyanis nem az egyetlen ilyen alakzat a bolygón.

A Gale-kráter belsejében lévő üledékes hegy kialakulásának modellje. Az 5. fázisban a teljes kráter eltemetődött, majd részben kihantolódott, ettől áll elő a furcsa helyzet, hogy a hegy csúcsa magasabban van a kráter pereménél