Mehrere Laboranalysen antarktischer Mineralien bieten ein besseres Verständnis des Mars

Die Ergebnisse mehrerer und komplementärer Laboranalysen von Mineralien, die in Materialproben aus der Antarktis gefunden wurden, könnten Wissenschaftlern ein besseres Verständnis der Oberflächen- und Untergrundumgebung des Mars vermitteln und auf Standorte potenziell bewohnbarer unterirdischer Standorte hinweisen, heißt es in einem neuen Papier des Planetary Science Institute Research Scientist Elizabeth C. Sklute.

Jill Mikucki von der University of Tennessee, Knoxville, hat über zwei Feldsaisons hinweg Proben von intermittierenden Soleaustritten bei Blood Falls am Ende des Taylor-Gletschers in der Antarktis gesammelt. Die Sole fließt aus einem unterirdischen Gewässer, das möglicherweise seit Tausenden von Jahren isoliert ist. Der Solestrom lagert das Material ab [is the] Oberflächenmanifestation einer unterirdischen Umgebung, die eine blühende Gemeinschaft mikrobiellen Lebens beherbergt. Anfangs ist die Sole klar, aber die Ablagerungen röten sich mit der Zeit an der Oberfläche, was Blood Falls seinen Namen einbrachte. Diese Oberflächenstichproben wurden im Labor von Sklute mit Fourier-Transformations-Infrarot-, Raman-, sichtbarem bis nahem Infrarot- und Mössbauer-Spektroskopie getestet. Die Proben wurden ferner unter Verwendung von optischer Emissionsspektroskopie mit Mikrosonde und induktiv gekoppeltem Plasma für die Chemie sowie Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie für Mineralogie, Kristallographie und Chemie charakterisiert.

„Wir haben trockene Proben genommen und sie analysiert, indem wir sie mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt haben. Jede Lichtwellenlänge lässt die Bindungen und Atome in einer Probe auf unterschiedliche Weise reagieren. Wenn wir sie alle zusammen verwenden, können wir herausfinden, was da ist, “, sagte Sklute, Hauptautor von „A Multi-Technique Analysis of Surface Materials From Blood Falls, Antarctica“, das in erscheint Grenzen in Astronomie und Weltraumwissenschaft.

„Wir nehmen jede dieser kleinen Informationen und fügen sie zusammen, um ein ganzes Bild zu erstellen, weil eine Technik wirklich gut darin sein kann, Ihnen zu sagen, ob bestimmte Dinge vorhanden sind, und eine andere Technik sie möglicherweise vollständig übersieht, einfach weil die Bindungen oder Atome nicht vorhanden sind nicht auf diese Energien reagieren“, sagte Sklute. „Diese Ergebnisse zeigen die Stärken und Schwächen verschiedener Analysemethoden und unterstreichen die Notwendigkeit mehrerer komplementärer Techniken, um die komplizierte Mineralogie an diesem Ort zu informieren.

„Durch die Kombination dieser Techniken haben wir die detaillierte mineralogische Zusammensetzung dieser Mars-Analogstelle bestimmt und festgestellt, dass die Ablagerung hauptsächlich aus Karbonaten besteht und dass die rote Farbe von Bloody Falls von der Oxidation gelöster Eisenionen (Fe2+) herrührt, wenn sie freigelegt werden an die Luft, wahrscheinlich in Kombination mit anderen Ionen Anstatt Eisen(III)-Mineralien (Fe3+) zu bilden, was normalerweise auf der Erde passiert, verwandelt sich diese Sole in amorphe (keine Fernstruktur) Nanokugeln, die Eisen und eine Reihe anderer Elemente wie Chlor enthalten und Natrium. Der Curiosity-Rover hat festgestellt, dass amorphe Materialien im Gale-Krater auf dem Mars allgegenwärtig sind“, sagte Sklute. „Bis heute konnten wir nicht bestimmen, woraus das amorphe Material auf dem Mars besteht. Es ist wirklich aufregend, in einer natürlichen Umgebung auf der Erde ein möglicherweise ähnliches Material zu finden.

„Wir sagen nicht, dass dies eine Biosignatur ist, weil sie nicht von den Mikroben produziert wird, sondern von der Chemie, in der die Mikroben leben. Es gibt uns jedoch einen Fahrplan für einen Ort, an dem wir uns eine andere gefrorene Welt ansehen können“, sagte Sklute .

„Die Methode, die wir in dieser Studie verwendet haben, wird uns auch ein leistungsfähiges Werkzeug bieten, um zu verstehen, wie sich die Dinge mit der Zeit ändern können, wenn sie von einem anderen Planeten zurückkehren. Sie hilft uns, die Variabilität in Phasen zu verstehen, die wirklich unter der Nachweisgrenze der meisten gängigen Techniken liegen “, sagte Sklute.

PSI Senior Scientist M. Darby Dyar ist Co-Autor des Papers.