Hol keressünk életnyomokat a Marson?

Tavi üledékek, sólapályok, gáz- és hévforrások is szerepelnek az egykori potenciális élőhelyek között a Marson, ahol érdemes az ősi állapotok nyomait keresni. Tekintsük át a legfontosabbakat közülük, és hogy ilyen szempontból mit vizsgálhat a Curiosity a Mars felszínén. 

A Mars kutatásának legfőbb mozgatórugója ma is az élet keresése. Itt említhető a mai, aktív életformák nyomai utáni vadászat, illetve az egykori, esetleges ősi élet maradványainak kutatása. Utóbbihoz közeli téma, a bolygó egykori lakhatóságának elemzése az augusztus 5-ről 6-ra virradó éjszaka landoló Mars Science Laboratory űrszonda egyik fő célja. A Curiosity névre keresztelt rover komplex módon, a környezeti paraméterek változását akarja megismerni az élet lehetőségének szempontjából. Azt vizsgálja tehát, hogy milyen feltételei voltak egykor az élet kialakulásának és esetleges fennmaradásának a Marson.

Ennek megfelelően választották ki a leszállóhelyét: a Gale-kráter közepén lévő nagy, üledékes hegy a bolygó fejlődésének több százmillió évét fogja át. Ez nemcsak a vizsgálható időtávlatot szélesíti, hanem pontosabbá is teszi az eredményeket. A mérések ugyanis így kontextusban értelmezhetők, pontosabban lehet például egy eseteges izotópanomália okát megállapítani, ha tudjuk, ugyanaz az izotóp miként dúsult fel korábban és később, avagy semleges, majd savas, illetve nedves, majd száraz környezetben.

Az egykori élet nyomainak keresésekor a korábban ideálisnak feltételezett helyszíneket, illetve környezeteket érdemes elemezni. Itt a fő vezérfonal az egykori víz megjelenése, amelynek morfológiai és ásványtani nyomai is előfordulnak. Ez természetesen még nem jelenti azt, hogy az egykori környezetben valóban kialakult az élet, és azt sem, hogy ha sor is került rá, akkor a nyomai máig megmaradtak. A bolygó felszínén az intenzív ultraibolya sugárzás és a nagy energiájú kozmikus sugarak, valamint a napszél becsapódó energikus részecskéi is pusztítják, átalakítják az anyagot. A felszínen képződő agresszív oxidánsok pedig lebontják az esetleg megmaradt szerves anyagot. Mindezek ellenére van esély, hogy egykori nyomokat találjanak a bolygó felszínén vagy az alatt kis mélységben. Ilyen szempontból a leginkább perspektivikus területek az alábbiak:

- Tavi üledékek: egykori víz jelenlétére utalnak. Közülük a nagyobb ősi tavak esetén a folyékony fázis feltehetőleg tartósan is jelen volt, mivel lassan fagyhatott be anyaguk. Az ilyen tavak ideális helyszínek a különböző kémiai átalakulásokra, és a bennük képződő üledékekben sok egykori életnyom konzerválódhatott. Itt is a tómedencék legmélyebb részei lehetnek a legérdekesebbek, ahol a legtovább megmaradt a víz.

Egy krátertó nyoma a Marson, beérkező, és onnan kivezető folyásnyommal és ősi partvonallal (NASA, JPL, ASU)

- Sóüledékek (evaporitok) akkor keletkeznek, amikor sós víz párolog el egy adott helyről, és utána kristályos formában marad vissza a szilárd anyag. Ilyen ásványok bőségesen vannak a Marson - és a Földön a sivatagos területeken. A Mars déli féltekéjén sok vízfolyás elvégződésénél azonosítottak például ilyen, klórtartalmú üledékeket. A sókristályok a jelenlegi élet lehetősége szempontjából is érdekesek, mivel még a száraz marsi légkörből is kinyerik a csekély nedvességet - amelyet talán egy élőlény is felvehetne, ha ezekben a kristályokban foglalna helyet - mint azt az Atacama-sivatagban a Földön is megfigyelték már.

Talán egy ősi tóból visszamaradt sóüledékek alkotják a képen bemutatott világos,
eróziónak ellenálló felszíneket (NASA, JPL, ASU)

- Hévforrás-üledékek az egykori vulkáni aktivitás fűtötte területeken lehetnek jelen, eddig még csak néhány ilyen jelöltet azonosítottak. Előnyük, hogy az itt kiváló ásványok az egykori meleg vizes környezet nyomát őrzik, általában tömött ásványszerkezetük van, és egész jól konzerválják a velük együtt kivált anyagokat.

- Barlangi üledékek a marsi múltról árulkodó nyomokból őrizhetnek magukban - igaz eddig ilyeneket még nem azonosítottak sehol. Néhány barlangnyílás kinézetű alakzat azonban van az égitesten, ezek a vulkáni területeken fordulnak elő, és beomlott lávaalagutak nyílásai lehetnek. Belsejükben igen hosszú időn keresztül stabilan megőrződhetnek a különféle üledékek. Bár a mai éghajlati viszonyokon túlságosan hidegek az élethez, az elmúlt évmilliókról sok érdekes információt tartalmazhatnak - sajnos megközelítésük nehéznek ígérkezik.

- Mállási kérgek, vagyis azok a kőzetek felszínén létrejött, átalakult bevonatok, amelyek anyaga főleg az adott kőzet átalakulásával képződött. Belső porózus szerkezetükben akár fotoszintetizáló élőlények is megélhettek, például amikor nedvesebb és melegebb éghajlat volt a bolygón - bár a mai élet lehetősége sem zárható ki egyértelműen esetükben. A Földről főleg a száraz, sivatagos területekről ismerünk olyan baktériumokat, amelyek a kőzetek mállási kérgeiben élnek. Előnyük, hogy az ilyen kérgek vizsgálata egyszerű, közvetlenül hozzájuk férhet egy felszíni szonda.

- Metán és hozzákapcsolódó anyagok: a bolygó felszíne alól szivárgó metángáz elvben biogén eredetű is lehet, amelyet talán ősi élőlények termeltek, vagy akár ma is termelik - de élettevékenység nélkül, egyszerű vulkáni gázként is megjelenhet az anyag. A kutatók szerint a fő forrásterületeknél a szivárgó gáz mellett akár néhány egyéb, hosszabb molekulaláncú, szilárd szénhidrogén is kiválhat, amelyet azonosítani lehetne. Itt sajnos sok bizonytalan tényező van még a modellben.

A fentiek mellett sok perspektivikus terület említhető még, amelyek jó része valamilyen ősi üledék, benne a bolygó egykori felszíni körülményeinek nyomaival. A nagy kérdés, hogy a Marson a Curiosity rover milyen érdekes helyeket látogathat meg a fentiek közül. A fő célpontja a rovernek a részben vizes közegben képződött üledékek elemzése - agyagásványokat és szulfátokat várhatóan nagy számban fog vizsgálni a rover. Ezek talán az egykori vizes állapotok jellemzőiről adnak információkat.

A Gale-kráter közepén lévő üledékes hegy, mellette jobbra lent a korábbi (halványabb szürke) és az újabb (kisebb, fekete) leszállási ellipszis, amelyen belül valahol landol a Curiosity (NASA)

Nemcsak a felszíni, de a felszín alatti vizek nyomai is érdekesek lehetnek. A nagy üledékes hegy, amelyen a Curiostiy megpróbál felkapaszkodni, feltehetőleg repedezett anyagú, és ideális esetben különféle sós oldatok járták át időnként belső szerkezetét. Talán ezekből kivált ásványokat is sikerül azonosítani, amelyeknél egy-egy mintavétel sok mindent elárulhat az ősi hőmérsékletről, a víz kémiájáról. A kőzetek felületén képződött mállási kérgeket a rover feltehetőleg sok helyen tudja majd vizsgálni, amiből az elmúlt néhány millió évre avagy még korábbi időszakra következtet majd. A Spirit hasonló mérései például rámutattak, hogy egyes sziklák felületén avagy belsejükben mikroszkopikus vízfilm lehetett egykor, amely néhány kémiai elemet mobilizált, elszállított az itt található ásványokból.

A feltételezések alapján a rover várhatóan nagyon sok érdekes célponttal fog találkozni majd, de a legizgalmasabb mérések a küldetés első hónapjai után várhatók csak, amikor elkezd felfelé mászni az üledékes hegy lankás lejtőin. A robot irányítása kihívás lesz a kutatóknak, kőtömbök, emelkedők, tereplépcsők és omlásnyomok között kell megtalálnia a felfelé vezető utat. Jelenleg senki nem tudja, pontosan mennyire nehéz, avagy könnyű, illetve milyen kinézetű lesz az a terep méteres skálán vizsgálva, ahol dolgozni fog.