Anlässlich seines 1000. Marstages auf dem Roten Planeten hat der NASA-Rover Perseverance kürzlich seine Erkundung des alten Flussdeltas abgeschlossen, das Hinweise auf einen See enthält, der vor Milliarden von Jahren den Jezero-Krater füllte. Der sechsrädrige Wissenschaftler hat bisher insgesamt gesammelt 23 Probenund enthüllt dabei die geologische Geschichte dieser Marsregion.
Eine Probe namens „Lefroy Bay“ enthält eine große Menge feinkörniger Kieselsäure, ein Material, von dem bekannt ist, dass es alte Fossilien auf der Erde konserviert. Ein anderer, „Otis Peak“, enthält eine beträchtliche Menge Phosphat, das oft mit dem Leben, wie wir es kennen, in Verbindung gebracht wird. Beide Proben sind außerdem reich an Karbonat, wodurch die Umweltbedingungen seit der Entstehung des Gesteins dokumentiert werden können.
Die Entdeckungen wurden am Dienstag, dem 12. Dezember, im Herbst der American Geophysical Union bekannt gegeben treffen in San Francisco.
„Wir haben den Jezero-Krater als Landeplatz ausgewählt, weil Orbitalbilder ein Delta zeigten – ein klarer Beweis dafür, dass einst ein großer See den Krater füllte. Ein See ist eine potenziell bewohnbare Umgebung, und Deltafelsen sind eine großartige Umgebung, um Zeichen antiken Lebens als Fossilien zu begraben.“ in den geologischen Aufzeichnungen“, sagte der Projektwissenschaftler von Perseverance, Ken Farley vom Caltech. „Nach gründlicher Erkundung haben wir die geologische Geschichte des Kraters rekonstruiert und seine See- und Flussphase vom Anfang bis zum Ende aufgezeichnet.“
Jezero entstand vor fast 4 Milliarden Jahren durch einen Asteroideneinschlag. Nach der Landung von Perseverance im Februar 2021 entdeckte das Missionsteam, dass der Kraterboden aus magmatischem Gestein besteht, das aus Magma im Untergrund oder durch vulkanische Aktivität an der Oberfläche entstanden ist. Seitdem haben sie Sandstein und Schlammstein gefunden, was auf die Ankunft des ersten Flusses im Krater Hunderte Millionen Jahre später hinweist. Über diesen Felsen befinden sich salzhaltige Schlammsteine, die auf das Vorhandensein eines flachen Sees hinweisen, der verdunstet ist. Das Team geht davon aus, dass der See schließlich einen Durchmesser von bis zu 35 Kilometern und eine Tiefe von bis zu 30 Metern erreichte.
Später trug schnell fließendes Wasser Felsbrocken von außerhalb von Jezero mit und verteilte sie auf dem Delta und anderswo im Krater.
„Wir konnten einen groben Überblick über diese Kapitel in der Geschichte von Jezero in Orbitalbildern sehen, aber um die Zeitlinie wirklich im Detail zu verstehen, musste man sich Perseverance nähern“, sagte Libby Ives, Postdoktorandin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Southern Kalifornien, das die Mission leitet.
Verlockende Proben
Die von Perseverance gesammelten Proben sind etwa so groß wie ein Stück Kreide im Klassenzimmer und werden im Rahmen der Mars Sample Return-Kampagne, einer gemeinsamen Initiative der NASA und der ESA (Europäische Weltraumorganisation), in speziellen Metallröhrchen aufbewahrt. Wenn die Röhren zur Erde gebracht würden, könnten Wissenschaftler die Proben mit leistungsstarken Laborgeräten untersuchen, die zu groß seien, um sie zum Mars mitzunehmen.
Um zu entscheiden, welche Proben gesammelt werden sollen, verwendet Perseverance zunächst ein Abriebwerkzeug, um einen Teil eines potenziellen Gesteins abzuschleifen, und untersucht dann die Chemie des Gesteins mit präzisen wissenschaftlichen Instrumenten, darunter dem vom JPL gebauten Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL).
An einem Ziel, das das Team „Bills Bay“ nennt, entdeckte PIXL Karbonate – Mineralien, die sich in wässrigen Umgebungen unter Bedingungen bilden, die für die Erhaltung organischer Moleküle günstig sein könnten. (Organische Moleküle entstehen sowohl durch geologische als auch durch biologische Prozesse.) Diese Gesteine enthielten außerdem reichlich Kieselsäure, ein Material, das sich hervorragend zur Konservierung organischer Moleküle eignet, einschließlich solcher, die mit Leben in Zusammenhang stehen.
„Auf der Erde findet man diese feinkörnige Kieselsäure oft an Orten, die einst sandig waren“, sagte Morgan Cable vom JPL, der stellvertretende Hauptforscher von PIXL. „Es ist die Art von Umgebung, in der auf der Erde die Überreste des antiken Lebens konserviert und später gefunden werden könnten.“
Die Instrumente von Perseverance sind in der Lage, sowohl mikroskopische, fossilähnliche Strukturen als auch chemische Veränderungen zu erkennen, die möglicherweise von alten Mikroben hinterlassen wurden, für beides gibt es jedoch noch keine Beweise.
Das Konzept dieses animierten Künstlers zeigt Wasser, das durch den Rand des Jezero-Kraters des Mars bricht, den der NASA-Rover Perseverance derzeit erforscht. Vor Milliarden von Jahren drang Wasser in den Krater ein und bildete einen See, ein Delta und Flüsse, bevor der Rote Planet austrocknete. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
An einem anderen von PIXL untersuchten Ziel namens „Ouzel Falls“ stellte das Instrument das Vorhandensein von mit Phosphat verbundenem Eisen fest. Phosphat ist ein Bestandteil der DNA und der Zellmembranen aller bekannten Lebewesen auf der Erde und Teil eines Moleküls, das den Zellen beim Energietransport hilft.
Nachdem das Team die Ergebnisse von PIXL zu jedem dieser Abriebstellen ausgewertet hatte, schickte das Team Befehle an den Rover, um in der Nähe Gesteinskerne zu sammeln: Lefroy Bay wurde neben Bills Bay und Otis Peak bei Ouzel Falls gesammelt.
„Wir haben ideale Bedingungen, um Zeichen des antiken Lebens zu finden, wenn wir Karbonate und Phosphate finden, die auf eine wässrige, bewohnbare Umgebung hinweisen, sowie Kieselsäure, die sich hervorragend zur Konservierung eignet“, sagte Cable.
Die Arbeit von Perseverance ist natürlich noch lange nicht getan. Die laufende vierte Wissenschaftskampagne der Mission wird den Rand des Jezero-Kraters in der Nähe des Canyon-Eingangs erforschen, wo einst ein Fluss den Kraterboden überflutete. Entlang des Randes wurden reichhaltige Karbonatablagerungen entdeckt, die auf Orbitalbildern wie ein Ring in einer Badewanne hervorstechen.