Die Neugier hat gerade erfahren, dass der Gale-Krater möglicherweise einst einen riesigen salzigen See hatte

Flacher See mit Sandbänken und keine sichtbaren Lebenszeichen um ihn herum, mit Bergen im Hintergrund unter blauem Himmel.

Die Quisquiro-Salzebene in Altiplano, Südamerika. Wissenschaftler glauben, dass dies dem See oder den Seen ähnelt, die einst im Gale-Krater auf dem Mars existierten. Bild über Maksym Bocharov/NASA.


Vor einigen Milliarden Jahren,SturmkraterAuf dem Mars befand sich ein See oder eine Reihe von Seen. Es gab sogar einen Fluss, der einst in diesen See mündete. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler, die mit Daten der NASA arbeitenNeugier Roverauf dem Mars, der im August 2012 im Gale-Krater landete und seitdem die Region erkundet. Jetzt hat eine neue Studie von Curiosity-Daten von NASA-Wissenschaftlern dem Puzzle der Bedingungen auf dem alten Mars weitere Teile hinzugefügt.

NASAangekündigtdie Studie am 19. Mai 2020. Diepeer-reviewedPapier, das diese Ergebnisse detailliert beschreibt, warveröffentlichtam 27. Januar im JournalNatur.


Die Ergebnisse stammen aus einer umfassenden Analyse der Daten eines mehrjährigen Experiments an Bord des Rovers in einem Chemielabor namens Sample Analysis at Mars (SAM). SAM hat die Chemie und Mineralien in Gesteinsproben analysiert, einschließlichorganische Verbindungen– die Bausteine ​​des Lebens – um die Bewohnbarkeit dieses Teils des Mars zu Beginn seiner Geschichte zu bestimmen. Diese Tests haben in der Vergangenheit bereits reichlich flüssiges Wasser sowie eine Vielzahl von organischen Molekülen bestätigt, die in Marsgesteinen konserviert sind.

Buntes Diagramm von Schichten der Marsoberfläche mit großen Pfeilen und Textanmerkungen.

Diagramm des vorgeschlagenen Kohlenstoffkreislaufs auf dem Mars. Mit wenig Wasser und ohne reichlich Oberflächenleben auf dem Planeten ist der Zyklus ganz anders als auf der Erde. Bild über Lance Hayashida/ Caltech/NASA.

Komplexes mechanisches und elektrisches Instrument in einem Labor - goldfarbener Rahmen vollgepackt mit Komponenten und Verkabelung.

Das SAM-Instrument am Goddard Space Flight Center (GSFC), bevor es für die Reise zum Mars auf Curiosity platziert wurde. Bild überNASA/ GSFC.

Die neueste Analyse hat Beweise für einen früheren eisbedeckten See im Gale-Krater gefunden, von dem angenommen wird, dass er in einer kälteren Zeit zwischen zwei wärmeren Zeiträumen existiert hat.Heide Franz, ein Geochemiker am Goddard Space Flight Center (GSFC), der die neue Studie leitete, sagte in aStellungnahme:




Irgendwann muss die Oberflächenumgebung des Mars einen Übergang von warm und feucht zu kalt und trocken erlebt haben, wie es jetzt ist, aber genau wann und wie dies geschah, ist immer noch ein Rätsel.

Die Beweise unterstützen die Idee, dass das Marsklima zwischen wärmer und kälter wechselte, bevor es schließlich dauerhaft kalt und trocken wurde, wie wir es heute sehen. Änderungen in derAxiale Neigungdes Planeten und die vulkanische Aktivität könnte eine wichtige Rolle bei dieser Instabilität gespielt haben. Tatsächlich zeigen auch chemische und mineralogische Veränderungen in Marsgesteinen dies, wobei einige Gesteinsschichten in wärmeren Bedingungen, andere in kälteren Klimazonen gebildet werden.

Großes rundes Loch in rötlich-orangefarbener Landschaft, gefüllt mit Wasser und umgeben von Kraterrändern.

Künstlerisches Konzept des Gale-Kraters, als er vor einigen Milliarden Jahren von einem See gefüllt wurde. Der Curiosity-Rover hatte im Laufe der Zeit frühere Beweise für den See oder eine Reihe von Seen. Nun deutet eine neue Studie darauf hin, dass der See in kälteren Klimaperioden von Eis bedeckt gewesen sein könnte. Bild überNASA/ JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS.

Wie fanden Franz und ihr Team den Beweis für einen eisbedeckten See?


Über fünf Jahre sammelte Curiosity 13 Gesteins- und Staubproben. Aus diesen wurden im SAM die Gase Kohlendioxid und Sauerstoff extrahiert. Jede Probe wurde auf 1.650 Grad Fahrenheit (900 Grad Celsius) erhitzt, um die eingeschlossenen Gase freizusetzen. Die damaligen Temperaturen des SAM-Ofens gaben Hinweise auf die Art der Mineralien, aus denen die Gase stammten. Dies lieferte Einblicke in den Kohlenstoffkreislauf des Mars, bei dem das Gas zwischen dem Untergrund des Mars, Oberflächengesteinen, Polkappen, Wasser und Atmosphäre ausgetauscht wird. Obwohl der Mars heute noch einen Kohlenstoffkreislauf hat, unterscheidet er sich stark von dem der Erde, da er wenig Wasser und kein reichliches Oberflächenleben hat. WiePaul Mahaffy, leitender Ermittler zu SAM,erklärt:

Trotzdem findet der Kohlenstoffkreislauf immer noch statt und ist immer noch wichtig, weil er nicht nur dazu beiträgt, Informationen über das antike Klima des Mars zu gewinnen. Es zeigt uns auch, dass der Mars ein dynamischer Planet ist, auf dem Elemente zirkulieren, die die Bausteine ​​​​des Lebens sind, wie wir es kennen.

Der Mars scheint nicht viel zu habenKarbonatelinks – Mineralien aus Kohlenstoff und Sauerstoff – was ein Beweis dafür wäre, dass der Mars einst eine viel dickere Atmosphäre hatte, wahrscheinlich hauptsächlich Kohlendioxid wie heute. Eine solche Atmosphäre wäre notwendig, um zu erklären, wie der Planet einst langlebige Seen und Flüsse gehabt haben konnte. Aber auch wenn die Karbonate dort, wo Curiosity gelandet ist, spärlich sein mögen, haben die bisher gefundenen wertvollen Hinweise auf das antike Marsklima geliefert.

Zwei rotierende Stäbchen, die kleine Kugeln verbinden, die einfache Moleküle darstellen, und Textanmerkungen.

Vergleich eines Carbonatmoleküls und eines Oxalatmoleküls. Bild über James Tralie/NASA/ Goddard-Raumflugzentrum.


Durch die Untersuchung derIsotopedes Sauerstoffs und des Kohlendioxids – Versionen jedes Elements mit unterschiedlichenmolekulare Massen– Wissenschaftler können erfahren, welche chemischen Prozesse an der Entstehung des Gesteins beteiligt waren, einschließlich ob eine biologische Aktivität wie auf der Erde beteiligt gewesen sein könnte. Die Analyse zeigte, dass in einigen der Karbonate die Sauerstoffisotope leichter waren als in der Marsatmosphäre.

Warum ist das bedeutsam? Es deutet auf Karbonate hin, die sich in einem kalten, wahrscheinlich eisbedeckten See gebildet haben. Hätten sich die Karbonate in einem wärmeren See gebildet, dann hätten die Isotope eigentlich etwas schwerer sein müssen als die aus der Luft. Die Forscher sagen, dass das Eis die schweren Sauerstoffisotope aufgesaugt und die leichteren zurückgelassen hat, die schließlich in den Karbonaten gefunden werden.

Dies ist jedoch rätselhaft, denn es könnte bedeuten, dass die Atmosphäre noch dünner war als gedacht. Aber wie hätte es damals ohne eine dickere, wärmere Atmosphäre Seen, Flüsse und vielleicht sogar einen Ozean auf der Nordhalbkugel geben können, wie andere Studien gezeigt haben?

Die Antwort kann in Form von Mineralien namens . seinOxalate. Franz und ihr Team vermuten, dass ein Teil des Kohlenstoffs eher in Oxalaten als in Karbonaten gespeichert wurde. Die Temperaturen, bei denen das Kohlendioxid aus einigen Proben im Inneren von SAM freigesetzt wurde, waren für Carbonate zu niedrig, für Oxalate jedoch genau richtig. Auch die gefundenen Verhältnisse von Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen unterstützen diese Hypothese.

Lächelnde junge Frau mit schulterlangen Haaren und Postern im Hintergrund.

Heather Franz vom Goddard Space Flight Center der NASA, die die neue Studie leitete. Bild über die NASA/GSFC.

Wenn nachgewiesen werden könnte, dass Oxalate beteiligt waren, wäre das faszinierend, da sie das am häufigsten von Pflanzen auf der Erde produzierte Mineral sind, das durch die unvollständige Oxidation von synthetisiert wirdKohlenhydrate. Das allein würde jedoch noch kein Leben auf dem frühen Mars beweisen, da sie auch durch die Wechselwirkung von Kohlendioxid mit Oberflächenmineralien (anorganische oder organische Katalysatoren), Wasser und Sonnenlicht entstehen können. Dies ist ein Prozess, der die Photosynthese „verspottet“, genanntabiotische Photosynthese. Es könnte sogar den Weg für die eigentliche Photosynthese geebnet haben, die von Mikroben auf der Erde genutzt werden kann.

Eine zusätzliche Analyse dieser und zukünftiger SAM-Proben wird notwendig sein, um herauszufinden, welche Rolle Oxalate, falls vorhanden, gespielt haben. Das bevorstehendeAusdauer RoverMission zuKratersee, das in diesem Sommer auf den Markt kommen soll, sollte in der Lage sein, mehr Licht auf die Ergebnisse von Curiosity zu werfen. Der Jezero-Krater ähnelt dem Gale-Krater insofern, als er früher auch einen See enthielt, und ein altes Delta ist noch deutlich sichtbar, wo einst ein Fluss in den See mündete. Beharrlichkeit wurde entwickelt, um gezielt nach Beweisen für uraltes mikrobielles Leben auf dem Mars zu suchen, daher wird es sehr interessant sein zu sehen, was es findet.

Fazit: Eine neue Studie mit Ergebnissen des Curiosity-Rovers liefert Beweise für einen eisbedeckten See, der einst im Gale-Krater auf dem Mars existierte.

Quelle: Indigene und exogene organische Stoffe und Oberflächen-Atmosphäre-Zyklen, abgeleitet aus Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen am Gale-Krater

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