пятница, 17 января 2014 г.

Марсоход Curiosity меняет стратегию поиска органики

Команда марсохода Curiosity приступила к новой стратегии исследования Красной планеты. Установив, что древняя среда в районе посадки ровера была когда-то благоприятна для обитания определенных типов микробов, ученые теперь хотят сосредоточиться на конкретных вопросах поиска внеземной жизни

В частности, ровер направит свои усилия на выявление органических молекул. Охота на органику является сложной задачей, поскольку она разрушается с течением времени под действием космических лучей - потоков частиц высоких энергий, которые постоянно "поливают" поверхность Марса, незащищенную магнитным полем.

Эрозионные процессы обнажили марсианскую поверхность, на которой могли сохраниться следы жизнедеятельности микробов. Подобные участки стали основными местами для поиска органического углерода

NASA / JPL-Caltech / MSSS

За миллиарды лет от органики не останется и следа, но она вполне может сохраниться глубоко под поверхностью планеты.Ученые нашли способ, который позволит увеличить шансы найти некоторые относительно неповрежденные молекулы. Переход на новую стратегию базируется на результатах, полученных в ходе двух исследований марсианской среды.

В одном из них ученые определили время, в течение которого химические органические соединения, находящиеся вблизи поверхности, смогут  противостоять воздействию космического и солнечного излучения.

Деградация органических молекул в типичном марсианском грунте на глубине 4-5см под воздействием космических лучей. GCR - галактическое излучение, SCR - солнечная радиация.
По вертикали - время экспозиции в млн.лет, по горизонтали - атомная масса молекул

Несмотря на то, что сложные соединения вроде белков на глубине 5 см подвержены полному уничтожению за срок в несколько сотен миллионов лет, более простые соединения с атомной массой менее 100 а.е.м. могут сохраняться в таких условиях около 1 млрд лет и могут быть обнаружены MSL.

Другое исследование показало, что некоторые участки поверхности Марса сильно изменились под действием эрозии. В частности, поверхность Yellowknifle Bay, которую изучал Curiosity, 80 млн лет назад была покрыта слоем породы толщиной 3 метра, а по краю находятся участки, обнажившиеся не более 1 млн лет назад, в результате чего верхний слой обнажения подвергался воздействию радиации относительно короткий промежуток времени.

Геологическая структура низины Yellowknife Bay. Отмечены точки бурения "John Klein" и "Cumberland" марсоходом Curiosity в самом низком слое Sheepbed на переднем плане. Выше расположены уровни Gillespie Lake и далее обнажение Point Lake. Эти поверхности когда-то были заполнены осадочными отложениями, принесенными водными потоками с обода кратера Гейла. Здесь образовалась среда, благоприятная для микробной жизни. Каменистые породы были обнажены около 70 миллионов лет назад путем удаления наносных слоев в результате ветровой эрозии. На горизонте слева вверху - подножие горы Шарп (направление юго-запад)                                        Sol 137, 24 декабря 2012 года   (NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Схема формирования уступов и обнажения пластов в Yellowknife Bay
Более 80 млн лет назад низина была заполнена отложениями осадочных пород глубиной свыше 3-х метров. Синим цветом отмечена точка бурения Cumberland в наши дни. Черная стрелка показывает направление потока ветро-песчаной эрозии 

За 80 млн лет ветер с песком переместил часть наносов и обнажил участок Cumberland. Твердые породы были менее эродированы и образовали уступы

 Величина сдвига породы за миллион лет составила около одного метра. Материал, который менее всего подвергся воздействию космических лучей, располагается в основании подветренной стороны уступа (красная стрелка)
(NASA/JPL-Caltech)

Данная схема дает научной команде марсохода Curiosity возможность оптимального выбора будущих объектов для бурения с целью поиска органических соединений. Исследованию подлежат участки марсианской поверхности, которые сравнительно недавно подверглись воздействию ветровой эрозии и, вероятнее всего, сохранили органические вещества.

Ученые планируют испытать этот метод на практике в ближайший месяц, когда марсоход достигнет обнажения горных пород на заранее выбранном участке под названием KMS9.

Слева - область Yellowknife Bay, где Curiosity работал первые 11 месяцев на Марсе. Красная стрелка указывает на уступ между участками Sheepbed и Gillespie. Синяя стрелка - на уступ Gillespie-Glenelg. Справа - область KMS9, которую ровер может исследовать на пути к горе Шарп. Стрелками показаны уступы между поверхностями различных уровней. Вполне возможно, что обнажения горных пород, примыкающие к этим уступам, являются результатом ветровой эрозии 
Снимки орбитального зонда Mars Reconnaissance Orbiter                             (NASA/JPL-Caltech)

"Если жизнь когда-либо развивалась на Марсе, мы должны иметь стратегию, чтобы найти ее. Эта стратегия начинается с поиска органики, и, независимо от ее происхождения - абиотическое или биотическое, принадлежит она Марсу или нет - она является важным индикатором чего-то более существенного."

"Curiosity не "видит" микрофоссилий (ископаемые окаменелые остатки микроорганизмов), но он может обнаружить органические соединения. И так же, как в случае с микрофоссилиями на Земле, мы сначала должны узнать, где на Марсе могут быть сохранены органические соединения", - пишет на сайте Planetary Society научный руководитель проекта MSL Curiosity Джон Гротцингер (John Grotzinger). 

По материалам NASA/JPL

Статьи по теме:
Именно здесь, на участках "Джон Клейн"- в конце февраля, и "Камберленд" - в мае, был проведен первый подробный химический анализ образцов грунта и обнаружены следы серы, азота, водорода, кислорода, фосфора и углерода - химических элементов, косвенно подтверждающих возможность наличия благоприятной среды для микробной жизни, а также признаки воды, которая была ни слишком кислой и не чересчур соленой


300 дней радиации марсохода Curiosity
Ученые полагают, что  микробная жизнь вряд ли может существовать в верхних слоях марсианского грунта. Но будущим миссиям не придется бурить слишком глубоко поверхность планеты, чтобы найти очаги жизни на Марсе, если она когда-либо существовала. Есть большая вероятность того , что на некоторых участках поверхности их можно обнаружить на небольшой глубине до одного метра


Комментариев нет: