Op zoek naar geconcentreerde biosignaturen in een oud moddermeer op Mars

Een baanbrekende ontdekking door een samenwerkend team onder leiding van Alexis Rodriguez van het Planetary Science Institute heeft bewijsmateriaal blootgelegd van sedimentaire vlaktes die zijn ontstaan ​​door grondwaterafvoer in instortingsformaties van Mars die chaotisch terrein worden genoemd.

“Ons onderzoek richt zich op een sedimentaire eenheid binnen de Hydraotes Chaos, die we interpreteren als de overblijfselen van een moddermeer dat is gevormd door de afvoer van met gas gevulde moddersteenlagen die dateren van ongeveer 4 miljard jaar geleden, een tijd waarin het oppervlak van Mars waarschijnlijk bewoonbaar.” Deze sedimenten kunnen bewijsmateriaal bevatten van leven uit die of latere perioden. “Het onderzoeken van bewijsmateriaal voor sedimentaire explosieresten van de centrale Amazone-aquifer in het chaotische terrein van Mars”, zegt Rodriguez, hoofdauteur van het onderzoeksartikel. “Mars kan hebben een bewoonbaarheid gehad die gedurende de hele geschiedenis van het leven op aarde heeft geduurd”, verschijnt in Nature Science Reports.

PSI-wetenschappers Brian Travis en Jeffrey S. Cargill en Daniel C. Berman is co-auteur van dit artikel. Wetenschappers van het NASA Ames Research Center, de Universiteit van Arizona, de Autonome Universiteit van Barcelona, ​​het Blue Marble Space Science Institute en de Universiteit van Florida zijn ook co-auteurs van dit artikel.

Figuur A: Chaoskaart van Hydraotes die laat zien hoe geïnterpreteerde moddervulkanen (oranje stippen) en diapirs (witte stippen) zich verspreiden. Beide soorten kenmerken worden veroorzaakt door sedimentaire vulkanen: in plaats van magmastromen en vulkaanuitbarstingen bereiken natte sedimenten en zouten het oppervlak en dringen ze binnen, waardoor heuvels en stromen worden gevormd. Interessant is dat deze ruggen alleen voorkomen op chaotische terreinvloermaterialen en niet op de plateaus (rood gearceerde gebieden) die ze bevatten. Dit suggereert eerder een verband met de materiële samenstelling dan met het ontstaan ​​van regionale expansiekrachten als gevolg van magmatische opstijgingen. Figuur (b) toont de mogelijkheid van een moddervulkaan. Let op de omringende gelobde sedimenten die ernstige erosie en verwijdering ondergaan (rode pijlen), consistent met stromingen die ze hebben geplaatst als fijnkorrelige, vluchtige materialen. Krediet: NASA.

Uitgebreid onderzoek naar de grondwaterafvoer op Mars heeft enorme overstromingskanalen aan het licht gebracht die zich duizenden kilometers ver uitstrekken tot in de noordelijke laaglanden van de planeet. De enorme erosie die door deze kanalen wordt veroorzaakt, gecombineerd met ondergrondse sedimenten die vrijkomen uit watervoerende lagen, bedekt grote delen van de noordelijke laaglanden. Dit complexe landschap vormt een enorme uitdaging voor het bestuderen van de aard van watervoerende lagen op Mars.

“Het betreden van de noordelijke vlaktes voor bemonstering kan riskant zijn, omdat het een complexe taak kan zijn om onderscheid te maken tussen materialen afkomstig uit aquifers en materialen die zijn geërodeerd en getransporteerd tijdens kanaalvorming. De vlaktes binnen de Hydraotes Chaos bieden een uniek kijkje in de materialen van “Deze vlaktes , waarvan we denken dat ze zijn gevormd uit klei die is geëxtrudeerd in een bassin direct boven de bronwatervoerende laag, bieden een meer gerichte exploratiemogelijkheid, “zei Rodriguez. “In tegenstelling tot enorme overstromingskanalen met hun complexe erosiepatronen, vereenvoudigt deze ontdekking” Onderzochte watervoerende lagen op Mars, waardoor het risico van sedimentaanwinning op het land en het openen van een nieuw venster op het geologische verleden van Mars.”

“Onze numerieke modellen onthullen een fascinerend verhaal. De bron van de aquifer van het meer is waarschijnlijk ontstaan ​​door de scheiding van ijs, water en mineralen in de moddersteen, waardoor enorme met water gevulde kamers ontstonden, enkele kilometers breed en honderden meters diep. Het proces is ingrijpend. Bovendien suggereert de gesegmenteerde bodemdaling die over het chaotische terrein wordt waargenomen de aanwezigheid van een onderling verbonden netwerk van kamers, waarin gigantische, stabiele, met water gevulde grotten zijn afgebeeld, waarvan sommige kilometers breed en lang zijn, veel groter dan welke bekende aardse tegenhanger dan ook.

“Aanvankelijk zouden biomoleculen verspreid zijn over het volume van grote holtes gevuld met grondwater. Toen het water aan de oppervlakte vrijkwam en zich ophoopte, verdween het water, waardoor lagen sediment en potentieel hoge concentraties biomoleculen achterbleven, ” zei Rodriguez.

Daarom zouden de overblijfselen van dit oude moddermeer ongekende toegang kunnen bieden tot aquifermaterialen verrijkt met biomoleculen die het grootste deel van zijn bestaan ​​verborgen bleven in het oppervlak van Mars.

“NASA bestudeert de Ames Plains als een potentiële landingsplaats voor een missie op zoek naar bewijs van biomarkers, vooral lipiden. Deze biomoleculen zijn zeer resistent en zouden miljarden jaren op Mars kunnen overleven”, zegt Mary Beth Wilhelm, astrobioloog bij NASA Ames Research. Centrum.

“Het studiegebied omvat wijdverbreide moddervulkanen en andere modderfluctuaties. Modder kan nieuwe vensters bieden naar ondergrondse omgevingen, die voorheen vochtig en potentieel bewoonbaar waren. Tekenen van leven en zijn leefgebieden kunnen de overblijfselen zijn van gevriesdroogde microben in stromende modder, en de modder kan het volgende bevatten: “Als een kleine rover naar een potentiële landingsplaats zou worden gestuurd, zou hij deze aanwijzingen in de geëxplodeerde klei kunnen detecteren”, zei co-auteur Cargill.

“Onze kratercijfers geven aan dat de vlakten relatief jong zijn, een miljard jaar oud. Dit tijdperk is goed nieuws voor onze zoektocht naar leven. Dit tijdperk is veel jonger dan de leeftijden van de meeste aquifer-lozingen op Mars, die ongeveer 3,4 miljard jaar oud zijn. jaar geleden. “Het materiaal heeft dus een lange tijd onder de grond doorgebracht”, zegt co-auteur Berman.

De gelobde rand maakt deel uit van een contact op constante hoogte, dat we interpreteren als een oceaan die in een meer dompelt. Wetenschappers zijn van plan hier ergens in de buurt te landen. Krediet: NASA.

Het project werd gefinancierd door een subsidie ​​aan PSI van het Mars Data Analysis Program (MDAP) Grant nr. 80NSSC19K1490 en een NASA Ames Research Innovation Award 2020.

Planetair Wetenschapsinstituut:

Het Planetary Science Institute is een particuliere non-profit 501(c)(3)-onderneming die zich toelegt op het verkennen van het zonnestelsel. Het hoofdkantoor is gevestigd in Tucson, Arizona, waar het in 1972 werd opgericht.

PSI-wetenschappers nemen deel aan tal van NASA- en internationale missies, waarbij ze Mars en andere planeten, de maan, asteroïden, kometen, interplanetair stof, botsingsfysica, de oorsprong van het zonnestelsel, de vorming van exoplaneten, de dynamiek en de opstijging van planeten bestuderen. Leven en andere onderzoeksgebieden. Ze voeren veldwerk uit op alle continenten over de hele wereld. Ze zijn ook actief betrokken bij wetenschappelijk onderwijs en publieksbereik via schoolprogramma’s, kinderboeken en populair-wetenschappelijke en kunstboeken.

PSI-wetenschappers zijn gevestigd in 30 staten en het District of Columbia.

Astrobiologie