NASA: s Mars 2020 Rover är på väg till Mars snart för att leta efter fossil. ESA / Roscosmos ExoMars-roverna är på väg till Mars i samma tidsram för att genomföra sina egna undersökningar av Martians livsmiljö. För att uppfylla sina uppdragsmål måste forskarna som arbetar med uppdragen titta på en hel del stenar och avslöja och förstå ledtrådarna som klipporna har.
För att hjälpa dessa forskare att förbereda sig för den skrämmande uppgiften att analysera och förstå Martian bergarter från 160 miljoner km (100 miljoner miles) bort, har de åkt på en resa till Australien för att studera stromatoliter.
Inom geologi har de ett ordstäv: "Det finns stenar, och sedan finns det ROCKS." Poängen är att du kan titta på många stenar innan du hittar en som innehåller några betydande bevis. Hur kan forskare se till att de känner igen viktiga bevis när de hittar det?
"Jag organiserade den här första gemensamma Mars 2020-ExoMars-vetenskapsexpeditionen så att forskare från våra två stora uppdrag kunde få ett nytt perspektiv på dessa unika stromatoliter."
Mitch Schulte, Mars 2020-programforskare, NASA.
Ken Farley är en Mars 2020-projektforskare på JPL i Pasadena, Kalifornien. I ett pressmeddelande sade Farley: ”Även om vi räknar med att hitta många viktiga stenar under både Mars 2020 och ExoMars-uppdrag, måste vi också lämna möjligheten att vi kan hitta en eller flera öppnaväldigt speciell stenar,den typ vars upptäckt inte bara skulle tala volymer om Mars historia utan också bidra betydligt till diskussionen om livet på andra håll i universum. "
Nyligen reste teammedlemmar från Mars 2020 Rover och ExoMars Rover till Pilbara-regionen i Australien. Området är välkänt i vetenskapliga kretsar för att vara hem för några av jordens äldsta stenar. I dessa stenar finns stromatoliter, de fossila resterna av kolonier av mikrober som bodde i vattnet på den tidiga jorden. Medan de var där besökte forskarna en Dresser-formation, där några av de äldsta fossiliserade uppgifterna om livet på jorden finns.
Forskare vet så mycket om Dresser Formation och Pilbara-regionen att de kan måla en livlig bild av hur området var i det djupa, geologiska förflutna.
Martin Van Kranendonk, chef för Australiens centrum för astrobiologi vid University of New South Wales, fungerade som vägledning för de besökande forskarna. "För cirka 3,48 miljarder år sedan var det här området en kaldera eller en kollapsad vulkan fylld med varmt, bubblande havsvatten," sade Van Kranendonk. ”Samtidigt var denna plats också hem för strukturer som kallas mikrobiella mattor - synliga för blotta ögat men sammansatta av mikroskopiska organismer. I dag skulle du känna dem som enkla dammskum, men då var de de mest komplexa livsformerna på jorden. ”
Dessa mikrobiella mattor utsöndrade slem som fångade sedimentkorn i vattnet. När tiden gick byggde dessa mikrober upp skikt över sedimentlager och bildade stromatoliter.
"En stromatolit är ganska subtil för det otränade ögat," sade Van Kranendonk. "Men när du väl vet detaljerna, inser du att dessa vågiga, rynkiga stenar har en struktur som skiljer sig från den som kan förklaras med bara geologi."
Sökandet efter denna typ av fossiliserat bevis på liv värms upp på Mars. Det är ett av de följande stegen för att förstå den planeten. Och forskare tror att samma process som bildade stromatoliter i Dresser Formation antagligen ägde rum på Mars.
"Att hitta bevis på liv i en annan värld, om den någonsin existerat, kommer att kräva uthållighet och en hel massa hjärnkraft."
MITCH SCHULTE, MARS 2020-PROGRAM SCIENTIST, NASA.
Mars 2020-rover kommer att landa vid Jezero krater. Jezero krater var hem för en paleolake för 3 till 4 miljarder år sedan, ungefär samtidigt som stromatoliter gjorde sina saker på jorden. Den var ungefär lika stor som Lake Tahoe, och en flod flödade in i den med sediment. Forskare tror att det är idealiska förhållanden för att stromatoliter kan bildas runt sjön.
"Det är svårt att tänka på ett bättre recept för livet att frodas - och för att det ska bevaras - än det vi ser på Jezero," sade Ken Williford, biträdande projektforskare för Mars 2020 på JPL.
ExoMars-rover, med namnet Rosalind Franklin, kommer att landa vid Oxia Planum, ett område som ligger ungefär 3000 meter under Martian medelvärdet, och ett som innehåller ett stort exponerat område av lerbärande stenar cirka 3,9 miljarder år gamla. Oxia Planum innehåller leror som är rika på järn och magnesium, vilket indikerar att de bildades i närvaro av vatten. En funktion som kallas Coogoon Outflow Channel innehåller ett delta som forskarna tror kan ha bevarade tecken på forntida liv.
Om någon av uppdragen är så lycklig att möta stromatoliter, är det de mänskliga operatörerna som identifierar dem. Denna fältresa till den australiensiska Outbacken är en möjlighet för forskare att få närbild av de olika stromatoliter som har bildats i jordens forna förflutna, och eventuellt också i Mars.
Mitch Schulte, en Mars 2020-programforskare vid NASA, arrangerade denna fältresa eftersom han ansåg att det var mycket annorlunda att se stromatoliter i ett laboratorium än att se dem i deras geologiska sammanhang.
”Jag organiserade den här första gemensamma Mars 2020-ExoMars-vetenskapsexpeditionen så att forskare från våra två stora uppdrag kunde få ett nytt perspektiv på dessa unika stromatoliter; en laboratorieinställning kan bara inte ge samma sammanhang, säger Schulte. "Det gäller också erfarenheten som helhet - samtal, jämförelse av anteckningar och planering för framtida utbyten som gjordes här i Pilbara kommer att gå långt för att främja Mars-vetenskapen."
Även om de två roverna kommer att landa på Mars inom veckor efter varandra - Mars 2020 först, följt av Rosalind Franklin (ExoMars) - och även om de båda studerar Martians gamla förmåga, tar de något olika tillvägagångssätt.
Mars 2020 kommer att borra grunt hål i Martian rock och analysera dem på plats. Den samlar mer än 40 av dessa prover och kommer också att försegla dem i en behållare som ska samlas in av ett framtida uppdrag. Sedan kommer de tillbaka till jorden, där mer kraftfull analys kan utföras.
Rosalind Franklin rover kan borras mycket djupare. Åtminstone två gånger kommer det att borra ungefär 2 meter in i Marsskorpan. Sedan kommer rover att använda sitt sofistikerade instrument för att studera proverna. Resultaten från endera rover kan hjälpa till att informera om den andra.
"Dessa två Mars-uppdrag kommer att vara revolutionerande eftersom de är komplementära."
Teresa Fornaro, Science Teammedlem, ExoMars
"Dessa två Mars-uppdrag kommer att vara revolutionerande eftersom de är komplementära," säger Teresa Fornaro, en forskargruppmedlem för Mars Organic Molecule Analyzer-instrumentet ombord på ExoMars. ”Två olika rover med två olika instrumentinstrument, som samtidigt utforskar två olika landningsplatser. En del av kapaciteten i Mars 2020 när det gäller att karakterisera ytmiljön kan hjälpa till att vägleda ExoMars om var man ska borra. Omvänt kan kunskap om förändring av möjliga organiska ämnen som en funktion av djupet av ExoMars hjälpa Mars 2020 att välja de mest intressanta ytproverna som ska samlas för framtida återkomst till jorden. ”
Teammedlemmarna bakom båda uppdragen jazzas upp och ivriga att komma igång. Båda uppdragen har många års förberedelser bakom sig. Men dagen närmar sig snabbt när båda roverna är på ytan och arbetar. (Antagande att båda landningarna går bra.)
"Det som händer som arbetar här ute på fältet händer också i hallarna i NASA och ESA," sade Schulte. ”Att hitta bevis på liv i en annan värld, om det någonsin existerat, kommer att kräva uthållighet och en hel del hjärnkraft. Om det finns en stromatolit i roversområdet, tror jag att vi har en god chans att hitta den ... och vi hittar den tillsammans. Denna resa har hjälpt till med det. ”
Mer:
- Pressmeddelande: Mars Scientists Investigate Ancient Life in Australia
- ESA: ExoMars Mission Oversikt
- NASA: Mars 2020 Rover Mission Oversikt
- Space Magazine: Möjlighet upptäcker att de äldsta stenarna avslöjar bästa chans för marsliv
