ناساقامت مركبة المثابرة بجمع عينات من الصخور يوم الثلاثاء وهذا يمكن أن يحدث ثورة في فهمنا لتاريخ المياه على الكوكب ويكشف عن الحياة الماضية.
تم جمع العينات على مدى خمسة أشهر في عام 2022 من Jezero Crater حيث تم نقلها وترسيبها بالمياه، وربما تحتفظ بأدلة على الحياة الميكروبية السابقة. ومع ذلك، يجب إجراء تحليل تفصيلي على الأرض وسيكون هناك حاجة إلى عمل مستقبلي لاستعادتها.
على مدار فترة خمسة أشهر تقريبًا في عام 2022، ستقوم المركبة الجوالة Perseverance التابعة لناسا بجمع عينات صخرية من المريخ يمكن أن تعيد كتابة تاريخ المياه على الكوكب الأحمر. وقد تحتوي أيضًا على أدلة على وجود حياة سابقة على المريخ.
لكن المعلومات التي تحتوي عليها لا يمكن استخلاصها دون تحليل أكثر تفصيلا على الأرض، الأمر الذي سيتطلب مهمة جديدة لاستعادة العينات وإعادتها إلى الكوكب. وعلى الرغم من أن مهمة ناسا لإعادة العينات قد تتأخر، إلا أن العلماء يأملون في الحصول على عينات على الأرض بحلول عام 2033.
أهمية عينات الصخور الرسوبية
وقال المؤلف المشارك في الورقة ديفيد شوستر، أستاذ علوم الأرض والكواكب: “هذه النماذج هي التي جعلت عملنا يطير”. جامعة كاليفورنيا، بيركليوعضو في فريق ناسا العلمي لجمع العينات. “هذا ما كان الجميع يأمل في تحقيقه. لقد أنجزنا ذلك. هذه هي الأشياء التي ذهبنا للبحث عنها.
تم وصف الأهمية الحاسمة لهذه الصخور، المأخوذة من رواسب الأنهار في بحيرة جافة كانت تملأ فوهة جيزيرو، في دراسة ستنشر اليوم (14 أغسطس). تقدم جامعة الخليج العربيمجلة الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي.
وقال ديفيد شوستر، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وعضو وكالة ناسا: “هذه هي الصخور الرسوبية الأولى والوحيدة التي تمت دراستها وجمعها من كوكب آخر غير الأرض”. اللجنة العلمية لجمع العينات. “تعد الصخور الرسوبية مهمة لأنه تم نقلها عن طريق المياه، وترسبها في المياه الراكدة، ثم تم تعديلها كيميائيًا، والتي كانت تحتوي في وقت ما في الماضي على مياه سائلة على سطح المريخ. وكان السبب الرئيسي لمجيئنا إلى جيزيرو هو دراسة هذه الأنواع من أنواع الصخور، إنها عينات رائعة تمامًا للأغراض الرئيسية للمهمة.
احتمال وجود حياة سابقة على المريخ
شارك شوستر في تأليف الورقة مع المؤلفة الأولى تانيا بوزاك، الجيولوجية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.مع) في كامبريدج.
وقال بوزاك: “هذه النوى الصخرية هي أقدم المواد المأخوذة من أي بيئة معروفة يمكن أن تدعم الحياة”. “عندما نعيدهم إلى الأرض، يمكنهم إخبارنا متى ولماذا، وكم من الوقت كان لدى المريخ ماء سائل وما إذا كان قد حدث بعض التطور العضوي، والبريبايوتيك، وربما حتى البيولوجي على الكوكب.”
أهمية الرواسب ذات الحبيبات الدقيقة
ومن الجدير بالذكر أن بعض العينات تحتوي على رواسب دقيقة جدًا، وهو نوع الصخور التي يمكن أن تحتفظ بدليل على وجود حياة ميكروبية سابقة على المريخ، إذا كانت هناك حياة على الكوكب.
وقال عالم الكيمياء الجيولوجية شوستر: “الماء السائل هو عنصر رئيسي في كل هذا لأنه العنصر الرئيسي للنشاط البيولوجي، بقدر ما نفهمه”. “تحتفظ الصخور الرسوبية الدقيقة على الأرض ببصمات النشاط البيولوجي السابق، بما في ذلك الجزيئات العضوية. ولهذا السبب تعتبر هذه العينات مهمة للغاية.
النتائج الأخيرة من شلالات تشيافا
في 25 يوليو، أعلنت وكالة ناسا أن مركبة بيرسيفيرانس جمعت عينات صخرية جديدة من شلالات تشياوا، التي سميت باسم المريخ، والتي قد تحتوي على علامات للحياة الماضية على المريخ. عثرت الأدوات العلمية للمركبة على أدلة على وجود جزيئات عضوية، بينما تشبه الشوائب “المرقطه” في الصخور السمات المرتبطة غالبًا بالحياة الميكروبية المتحجرة على الأرض.
في بيان له، قال كين فارلي، عالم مشروع المثابرة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “من الناحية العلمية، ليس لدى المثابرة أي شيء آخر تقدمه. لفهم ما حدث بالفعل منذ مليارات السنين في وادي نهر المريخ في Jezero Crater، نريد إعادة عينة شلالات تشيافا إلى الأرض حتى يمكن دراستها باستخدام الأدوات القوية المتوفرة في المختبرات.
أسئلة بدون إجابة حول المركبات العضوية
وأشار شوستر إلى أن مروحة من الرواسب التي تدفقت ذات يوم إلى جيزيرو والنهر ربما تكونت قبل 3.5 مليار سنة. وقد اختفت الآن تلك المياه الوفيرة، إما محاصرة تحت الأرض أو مفقودة في الفضاء. لكن المريخ كان رطبا في وقت كانت فيه الحياة على الأرض – على شكل ميكروبات – موجودة في كل مكان بالفعل.
وقال: “قبل 3.5 مليار سنة، كانت الحياة تقوم بعملها على الأرض في ذلك الوقت”. “السؤال الأساسي هو: هل قامت الحياة أيضًا بعملها على المريخ في ذلك الوقت؟”
وقال شوستر: “في أي مكان على وجه الأرض خلال الـ 3.5 مليار سنة الماضية، إذا أعطيتني موقفًا يتدفق فيه النهر إلى حوض، حاملاً المواد إلى طبقة المياه الجوفية، فستكون البيولوجيا قد تركت بصماتها بطريقة أو بأخرى”. لدينا فرصة جيدة لتسجيل تلك البيولوجيا في الملاحظات المخبرية التي يمكننا إجراؤها عليها.”
يتفق شوستر وبوساك على أن أدوات التحليل العضوي الموجودة على المركبة لم تكتشف الجزيئات العضوية في أربع عينات من مروحة الرواسب. يتم استخدام وإنتاج الجزيئات العضوية بواسطة الكائنات الحية التي نعرفها على الأرض، على الرغم من أن وجودها ليس دليلاً واضحًا على وجود الحياة.
وقال شوستر: “من الواضح أننا لم نلاحظ وجود مركبات عضوية في هذه العينات الأساسية”. “ولكن مجرد عدم اكتشاف الأداة للمركبات العضوية لا يعني أنها غير موجودة في هذه العينات. بل يعني فقط أنها غير موجودة في صخور معينة بتركيزات يمكن اكتشافها بواسطة أداة المركبة الفضائية.”
جمع العينات معالم الثبات
حتى الآن، جمعت بيرسيفيرانس ما مجموعه 25 عينة، بما في ذلك عينات مكررة وجوية، بالإضافة إلى ثلاثة “أنابيب شاهدة” تلتقط الملوثات المحتملة حول المركبة. تم وضع ثماني عينات صخرية مكررة وعينة من الغلاف الجوي وأنبوب شاهد على سطح Jezero فيما يعرف باسم Three Forks Cache كنسخة احتياطية في حالة تعرض المركبة الجوالة لمشكلة ولم تتمكن من استرداد العينات الداخلية. وهناك 15 عينة أخرى، بما في ذلك عينة شلالات تشياوا التي تم جمعها في 21 يوليو، موجودة على المركبة الفضائية لاستعادتها.
تحليل رواسب الأنهار القديمة على المريخ
كان شوستر جزءًا من فريق قام بتحليل أول ثماني عينات صخرية تم جمعها، اثنتان من كل موقع على أرضية الحفرة، وكلها كانت عبارة عن صخور بركانية تشكلت عندما ضرب نيزك السطح وحفر الحفرة. واستندت هذه النتائج، التي تم الإبلاغ عنها في ورقة بحثية عام 2023، إلى تحليلات الأدوات في العناية الواجبة.
الورقة الجديدة عبارة عن تحليل لسبع عينات أخرى، ثلاث منها مخزنة الآن مؤقتًا على سطح المريخ، تم جمعها في الفترة ما بين 7 يوليو و29 نوفمبر 2022 من مقدمة المروحة الرسوبية الغربية في جيزيرو. ووجد بوزاك وشاستر وزملاؤهما أن الصخور تتكون في معظمها من الحجر الرملي والحجر الطيني، وكلها تشكلت من خلال العمليات النهرية.
فتح تاريخ المياه في المريخ
“واجهت شركة ديليشنس صخورًا رسوبية مائية على طول مقدمة وأعلى وهوامش مروحة ويست جيسيرو، وجمعت مجموعة عينات تتكون من ثمانية أحجار رملية حاملة للكربونات، وحجر طيني غني بالكبريتات، وحجر رملي غني بالكبريتات، وتكتل من الحصى الرملية.” قال إنها أقدم بكثير، في حين أن الصخور المتجمعة فوق المروحة قد تكون صخورًا أصغر سنًا تم إنتاجها أثناء النشاط المائي وترسب الرواسب على المروحة الغربية.
وقال شوستر إنه في حين أن بوزاك مهتم أكثر بالبصمات الحيوية المحتملة في الرواسب الدقيقة، فإن الرواسب ذات الحبيبات الخشنة تحتوي أيضًا على معلومات مهمة حول الماء على المريخ. على الرغم من أن هناك فرصة ضئيلة للحفاظ على المواد العضوية أو المواد البيولوجية المحتملة، إلا أنها تشمل المواد الكربونية والمخلفات التي يغسلها النهر المنقرض الآن عند المنبع. ويمكن أن تساعد في تحديد متى يتدفق الماء فعليًا على المريخ، وهو ما يمثل محورًا رئيسيًا لأبحاث شاستر الخاصة.
“من خلال التحليل المختبري لتلك المعادن الفتاتية، يمكننا تقديم بيانات كمية حول وقت ترسب الرواسب وكيمياء تلك المياه. ما هو الرقم الهيدروجيني (الحموضة) لذلك الماء عندما سقطت تلك المراحل الثانوية؟ في أي وقت حدث هذا التغير الكيميائي؟ يحدث؟” وقال: “لدينا الآن مزيج من هذه العينات في مجموعة العينات التي ستساعدنا على فهم الظروف البيئية عندما يتدفق الماء السائل إلى الحفرة”. متى تدفق هذا الماء السائل إلى الحفرة؟ هل هو بينهما؟”
العمل المستقبلي والتحليل المختبري
يؤكد الباحثون أن الإجابات على هذه الأسئلة تعتمد على تحليلات المواد التي يتم إرجاعها إلى المختبرات الأرضية لاكتشاف المعلومات العضوية والنظائرية والكيميائية والمورفولوجية والجيولوجية والمغناطيسية القديمة التي تسجلها.
وقال شوستر: “أحد أهم أهداف علم الكواكب هو إعادة هذه العينات”.
المرجع: “الإمكانات الفلكية للصخور التي استعادتها مركبة المثابرة في وجه مروحة رسوبية في فوهة جيزيرو على المريخ” 14 أغسطس 2024، تقدم جامعة الخليج العربي.