ناسا کاوشگر کنجکاوی می یابد سرنخ به سرد باستانی مریخ مدفون در سنگ

با مطالعه عناصر شیمیایی در مریخ امروز -- از جمله کربن و اکسیژن -- دانشمندان می توانند کار عقب به قطعه با هم تاریخچه از یک سیاره ای که تا به حال یک بار شرایط لازم برای حمایت از زندگی است.

بافی این عنصر توسط عنصر از حدود 140 میلیون مایل (225 میلیون کیلومتر) به دور است که یک فرایند پر زحمت. اما دانشمندان نمی, نوع, به راحتی منصرف. Orbiters و rovers در مریخ را تایید کرده اند که این سیاره تا به حال یک بار آب مایع با تشکر از سرنخ است که عبارتند از بستر رودخانه ها خشک, باستانی سواحل و شور شیمی سطح. با استفاده از ناسا کاوشگر کنجکاوی دانشمندان شواهدی برای دریاچه ها زندگی می کردند. آنها همچنین حفر کردن ترکیبات آلی یا زندگی شیمیایی بلوک های ساختمان. ترکیبی از مایع آب و ترکیبات آلی را وادار دانشمندان به نگه داشتن جستجو مریخ نشانه هایی از گذشته -- و یا در حال حاضر -- زندگی است.

با وجود وسوسه انگیزی شواهد تا کنون دانشمندان در درک از مریخ تاریخ است که هنوز هم اتفاق می افتند با چند سوال مهم برای بحث باز. برای یکی از باستانی مریخ اتمسفر ضخیم به اندازه کافی برای نگه داشتن این سیاره گرم و در نتیجه مرطوب برای مقدار زمان لازم برای جوانه و پرورش زندگی ؟ و ترکیبات آلی: آنها نشانه هایی از زندگی -- و یا از شیمی است که اتفاق می افتد زمانی که مریخ سنگ ارتباط برقرار کردن با آب و نور خورشید ؟

در اخیر طبیعت نجوم گزارش در چند سال آزمایش انجام شده در آزمایشگاه شیمی داخل کنجکاوی را حلقه به نام تجزيه نمونه در مریخ (SAM) یک تیم از دانشمندان ارائه می دهد برخی از بینش به کمک به پاسخ به این سوالات. این تیم دریافتند که برخی مواد معدنی در سنگ در گودال گیل ممکن است در تشکیل یخ پوشیده از دریاچه. این مواد معدنی ممکن است شکل گرفته در طول یک مرحله سرد ساندویچ بین گرمتر دوره و یا پس از مریخ از دست داده بیشتر از فضای آن و شروع به نوبه خود به طور دائم سرد است.

گیل دهانه اندازه کنتیکت و رودآیلند ترکیب شده است. آن را به عنوان انتخاب کنجکاوی 2012 محل فرود به دلیل آن را به حال نشانه هایی از گذشته آب از جمله خاک رس و مواد معدنی است که ممکن است کمک دام و حفظ باستان مولکولهای آلی. در واقع در حالی که کاوش در پایه کوه در مرکز این دهانه به نام کوه شارپ کنجکاوی در بر داشت زیر لایه ای از رسوبات 1000 فوت (304 متر) ضخامت است که سپرده بود به عنوان گل در باستان دریاچه ها. به شکل که مقدار رسوب یک مقدار باور نکردنی از آب خواهد بود به کسانی که دریاچه ها برای میلیون ها نفر به ده ها میلیون نفر از گرم و مرطوب سال برخی از دانشمندان می گویند. اما برخی از ویژگی های زمین شناسی در دهانه نیز اشاره در گذشته که شامل سرد و یخی شرایط.

"در برخی از نقطه, سطح مریخ محیط زیست باید با تجربه گذار از حال و هوای گرم و مرطوب بودن هوای سرد و خشک آن را به عنوان در حال حاضر, اما دقیقا چه زمانی و چگونه رخ داده است که هنوز هم یک راز می گوید:" هدر فرانتس ناسا geochemist مستقر در پرواز فضایی گودارد ناسا در مرکز Greenbelt, Maryland.

فرانتس که منجر سام مطالعه اشاره می کند که عواملی مانند تغییرات در مریخ' انحراف اخلاقی و میزان فعالیت های آتشفشانی می تواند باعث مریخ آب و هوا به طور متناوب گرم و سرد در طول زمان است. این ایده است که توسط مواد شیمیایی و کانی شناسی تغییرات در مریخ سنگ نشان است که برخی از لایه های تشکیل شده در محیط های سردتر و دیگران شکل گرفته در گرمتر هستند.

در هر مورد می گوید: فرانتس آرایه ای از داده های جمع آوری شده توسط کنجکاوی تا کنون نشان می دهد که این تیم با دیدن شواهد برای مریخ تغییرات آب و هوایی ثبت شده در سنگ.

کربن و اکسیژن در مریخ آب و هوا داستان

فرانتس تیم مدرکی برای سرد باستانی محیط زیست پس از سام آزمایشگاه استخراج گازهای دی اکسید کربن یا CO₂و اکسیژن از 13 گرد و غبار و نمونه های سنگ. کنجکاوی جمع آوری این نمونه ها در طی پنج سال زمین (زمین سال در مقابل مریخ سال).

CO₂ یک مولکول از یک اتم کربن پیوند با دو اتم اکسیژن با کربن خدمت به عنوان یک شاهد کلیدی در مورد مرموز مریخ آب و هوا. در واقع این ساده و در عین حال همه کاره عنصر است که به عنوان مهم به عنوان آب در جستجو برای زندگی در جاهای دیگر. بر روی زمین کربن جریان به طور مداوم از طریق هوا و آب و سطح خوبی درک چرخه است که لولا در زندگی است. برای مثال گیاهان جذب کربن از جو در قالب شرکت₂. در بازگشت آنها تولید اکسیژن که انسان و دیگر اشکال زندگی استفاده برای تنفس در یک فرایند است که به پایان می رسد با انتشار کربن را به هوا دوباره از طریق شرکت₂یا به پوسته زمین به اشکال زندگی مرگ و به خاک سپرده شد.

دانشمندان در حال پیدا کردن وجود دارد همچنین یک چرخه کربن در مریخ و آنها در حال کار به آن را درک کنند. با کمی آب و یا فراوان سطح زندگی در سیاره سرخ برای حداقل گذشته 3 میلیارد سال از چرخه کربن بسیار متفاوت از زمین است.

"با این وجود کربن دوچرخه سواری است که هنوز هم اتفاق می افتد و هنوز هم مهم است زیرا آن را نه تنها کمک به فاش کردن اطلاعات در مورد مریخ باستانی آب و هوا می گوید:" پل Mahaffy محقق اصلی در سام و مدیر Solar System Exploration بخش در NASA Goddard. "آن را نیز به ما نشان میدهد که مریخ پویا سیاره که گردش عناصر هستند که بلوک های ساختمان از زندگی به عنوان ما آن را می دانم."

گازهای ایجاد یک مورد برای یک دوره سرد

پس از کنجکاوی تغذیه سنگ و گرد و غبار نمونه به سام آزمایشگاه گرم هر یک به حدود 1,650 درجه فارنهایت (900 درجه سانتیگراد) برای آزادسازی گازهای داخل. توسط به دنبال در فر با درجه حرارت که منتشر CO₂ و اکسیژن دانشمندان می تواند بگوید که چه نوع مواد معدنی و گاز از آینده شد. این نوع از اطلاعات به آنها کمک می کند درک چگونگی کربن دوچرخه سواری در مریخ است.

مطالعات مختلف نشان داده اند که مریخ باستانی جو حاوی عمدتا CO₂ممکن است ضخیم تر از زمین است. بیشتر از آن از دست داده است و به فضا اما برخی ممکن است ذخیره شده در سنگ در سطح این سیاره به خصوص در قالب کربنات که از مواد معدنی ساخته شده از کربن و اکسیژن است. در زمین کربنات تولید می شود زمانی که CO₂ از هوا جذب می شود در اقیانوس ها و نهادهای دیگر از آب و سپس معدنی به سنگ. دانشمندان فکر می کنم همین روند اتفاق افتاده در مریخ و که می تواند کمک به توضیح آنچه اتفاق افتاده است به برخی از جو مریخ.

در عین حال ماموریت به مریخ یافت نشد به اندازه کافی کربنات در سطح به حمایت از ضخامت اتمسفر است.

با اینحال چند کربنات که سام را تشخیص داد چیزی جالب در مورد مریخ آب و هوا از طریق ایزوتوپهای کربن و اکسیژن در آنها ذخیره می شود. ایزوتوپ ها نسخه از هر عنصر که جرم های مختلف. به دلیل متفاوت فرایندهای شیمیایی از تشکیل سنگ به فعالیت های بیولوژیکی با استفاده از این ایزوتوپ را در ابعاد مختلف به نسبت سنگین به نور ایزوتوپ در سنگ ارائه دانشمندان با سرنخ چگونه سنگ تشکیل شده است.

در برخی از کربنات سام یافت دانشمندان متوجه شده است که ایزوتوپ اکسیژن بودند سبک تر از کسانی که در جو مریخ. این نشان می دهد که کربنات نیست فرم مدتها پیش به سادگی از جوی CO₂ به جذب یک دریاچه است. اگر آنها تا به حال ایزوتوپ اکسیژن در سنگ شده اند که کمی سنگین تر از آنهایی که در هوا است.

در حالی که این امکان وجود دارد که کربنات تشکیل شده خیلی زود در مریخ' تاریخچه زمانی که اتمسفر ترکیب کمی متفاوت تر از آن است که امروز فرانتس و همکاران او نشان می دهد که این کربناتها به احتمال زیاد شکل گرفته در یک انجماد دریاچه. در این سناریو یخ می مکیده اند تا سنگین ایزوتوپ اکسیژن در سمت چپ و سبکترین آنهایی که به شکل کربنات بعد. دیگر کنجکاوی دانشمندان همچنین ارائه شواهد نشان می دهد که یخ پوشیده از دریاچه ها می تواند وجود داشته در گودال گیل.

تا جایی که تمام کربن?

کم فراوانی کربنات در مریخ گیج کننده است دانشمندان می گویند. اگر وجود ندارد بسیاری از این مواد معدنی در گودال گیل شاید اوایل جو بود نازک تر از پیش بینی. یا شاید چیز دیگری است که ذخیره سازی از دست رفته جوی کربن.

بر اساس تجزیه و تحلیل خود را فرانتس و همکاران او نشان می دهد که برخی از کربن می تواند منزوی در دیگر مواد معدنی مانند اگزالات که ذخیره کربن و اکسیژن در یک ساختار متفاوت از کربنات. فرضیه خود را بر اساس درجه حرارت که در آن شرکت₂ منتشر شد از برخی از نمونه ها در داخل سام -- بیش از حد پایین برای کربنات اما فقط حق را برای اگزالات -- و در های مختلف کربن و اکسیژن نسبت ایزوتوپ از دانشمندان دیدم در کربناتها.

یک مدل از یک کربنات بعدی مولکول به مولکول اگزالات

اگزالات هستند رایج ترین نوع آلی و معدنی تولید شده توسط گیاهان روی زمین است. اما اگزالات نیز تولید می شود بدون شناسی. یک راه این است که از طریق تعامل جوی CO₂ با سطح مواد معدنی و آب و نور خورشید در یک فرایند شناخته شده به عنوان زيستی فتوسنتز است. این نوع از علم شیمی است که سخت برای پیدا کردن در زمین به دلیل وجود فراوان زندگی در اینجا اما فرانتس تیم امید برای ایجاد زيستی فتوسنتز در آزمایشگاه به شکل اگر آن را در واقع می تواند مسئول کربن شیمی آنها در حال دیدن در گودال گیل.

در زمین زنده فتوسنتز ممکن است راه را برای فتوسنتز در میان برخی از اولین های میکروسکوپی اشکال زندگی همین دلیل است که پیدا کردن آن در سیارات دیگر منافع astrobiologists.

حتی اگر آن را معلوم است که زنده فتوسنتز قفل شده است و برخی کربن از جو به سنگ در گودال گیل فرانتس و همکاران او می خواهم به مطالعه خاک و گرد و غبار از قسمت های مختلف از مریخ به درک اگر نتایج خود را از گودال گیل بازتاب جهانی عکس. آنها ممکن است یک روز یک شانس برای انجام این کار است. ناسا پشتکار مریخ با توجه به راه اندازی به مریخ بین ماه های ژوئیه و اوت سال 2020 قصد دارد تا بسته نمونه در Jezero دهانه برای بازگشت احتمالی به آزمایشگاه بر روی زمین است.

###

Lonnie Shekhtman
NASA Goddard Space Flight Center, Classic, Md.