کاوشگر جدید ناسا در جست‌وجوی فسیل‌های مریخی

سال ۲۰۱۸، ناسا اعلام کرد مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰ در دهانه‌ی جیزرو فرود خواهد آمد. ازنظر زمین‌شناختی، این دهانه منطقه‌ای وسیع با مخروط‌افکنه‌هایی است که به‌واسطه‌ی رسوبات ته‌نشین‌شده‌ از رودخانه‌های گذشته‌ی مریخ شکل گرفته‌اند. این رسوبات که در تصاویر ماهواره‌ای به‌وضوح دیده می‌شوند، ممکن است شامل مولکول‌های زیستی کهن باشند.

بااین‌همه، دهانه‌‌ی جیزرو ویژگی دیگری دارد که به موضوع بحث‌ دانشمندان تبدیل شده است؛ ویژگی‌ای که به‌وضوح در تصاویر نور مرئی ظاهر نشده و حلقه‌‌ای به‌شکل وان حمام است که از کربنات تشکیل شده و به‌عقیده‌ی دانشمندان حاوی فسیل است.

تا آنجا که به پژوهش‌های علمی درباره‌ی سکونت‌پذیری مریخ مربوط می‌شود، مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰ به‌دنبال دستیابی به هدفی بزرگ‌تر خواهد بود. وقتی مریخ‌نوردان اسپیریت و آپورچونیتی عازم مریخ شدند، مأموریتشان یافتن شواهدی از آب در دوران کنونی یا گذشته بود و به این هدف نیز دست یافتند.

هنگامی‌که مریخ‌نورد کیوراسیتی به مریخ رفت، مأموریتش ارزیابی سکونت‌پذیری مریخ هم در گذشته و هم در دوران کنونی بود. اکنون، مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰ که هنوز نام واقعی‌اش انتخاب نشده است، وظیفه‌ای به‌مراتب بزرگ‌تر از تمام کاوشگران پیشین برعهده دارد: جست‌وجوی نشانه‌های حیات میکروبی در گذشته یا به‌بیان ساده‌، «فسیل‌ها».

منطقه‌ی برنامه‌ریزی‌شده برای فرود مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰

دهانه‌ی جیزرو به‌دلایل متعددی انتخاب شده است. این دهانه ناحیه‌ای باستانی و محل دریاچه‌ای محسوب می‌شود که تقریبا ۳/۵ میلیارد سال پیش مملو از آب بوده است. همچنین حاوی اشکال قدیمی زمین است؛ ازجمله دلتای رودخانه‌ای و بخشی موسوم به حلقه‌ی وان حمامی که از کربنات ساخته شده است.

انتخاب دهانه‌ی جیزرو و جست‌وجوی حیات فسیلی در مریخ براساس سال‌ها پژوهش علمی دقیق انجام شده است. هیچ‌کس نمی‌داند دانشمندان در مرز کربناتی این دهانه چه چیزهایی پیدا خواهند کرد؛ اما طبق شواهد تجربی، جیزرو محل مناسبی برای جست‌وجو است.

موقعیت دهانه‌ی جیزرو به رنگ بنفش مناطق کم‌ارتفاع و رنگ قرمز مناطق مرتفع را نمایش می‌دهد.

مقاله‌ای با عنوان تنوع مواد معدنی دهانه‌ی جیزرو: شواهدی از کربنات دریاچه‌ای روی مریخ در نشریه‌ی ایکاروس منتشر شده که نگاهی دقیق به تنوع مواد معدنی در دهانه‌ی جیزرو انداخته است. لبه‌های این دهانه مملو از رسوب کربنات است. مدارپیمای شناسایی مریخ (MRO) با ابزار طیف‌سنج تصویربرداری شناسایی کامپکت (CRISM) موفق شده بود کربنات کشف کند. CRISM ابزار مناسبی برای کشف مواد معدنی آبی است و تصاویر آن میزان چشمگیری از کربنات را در اطراف دهانه‌ی جیزرو ثابت می‌کنند.

تصویر CRISM از دهانه‌ی جیزرو، رنگ سبز نشان‌دهنده‌ی کربنات است.

 بیونی هورگان، نویسنده‌ی اصلی مقاله‌ی یادشده و یکی از پژوهشگران دانشگاه پوردو در لافایت غربی ایندیانا می‌گوید:

CRISM سال‌ها پیش موفق شد کربنات را در این نقطه کشف کند؛ اما اخیرا براساس میزان تراکم می‌توان به وجود ساحل دریاچه پی برد. در طول این مأموریت، بارها با رسوبات کربناتی برخورد کردیم؛ اما حلقه‌ی وان حمامی دهانه‌ی جیزرو یکی از هیجان‌انگیزترین نقاط است.

روی زمین بخشی از کهنه‌ترین فسیل‌ها، استروماتولیت‌ها هستند که قدمتشان به بیش از ۳/۵ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد. استروماتولیت‌ها ساختارهای لایه‌ای هستند که از لایه‌های سیانوباکتری تشکیل شده‌اند. اگر حیات در گذشته‌ی مریخ وجود داشته باشد، احتمالا می‌توان به استروماتولیت‌های مشابهی در این سیاره رسید؛ درنتیجه حلقه‌ی کربناتی اطراف دریاچه‌ی جیزرو محل مناسبی برای جست‌وجوی آن‌ها است. کن ویلفورد، دانشمند ارشد پروژه‌ی مارس ۲۰۲۰ از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا، درباره‌ی این موضوع بیان کرد:

احتمال اینکه کربنات‌های حاشیه‌ای در محیط دریاچه شکل گرفته باشند، یکی از هیجان‌انگیزترین ویژگی‌هایی است که ما را به موقعیت فرود جیزرو هدایت می‌کند. خواص شیمیایی کربنات‌ها در ساحل دریاچه‌ی کهن، دستورالعملی شگفت‌انگیز برای ردیابی سابقه‌ی حیات کهن در این منطقه است؛ به‌همین‌دلیل، با رسیدن به سطح این منطقه به نحوه‌ی شکل‌گیری کربنات پی خواهیم برد.

درصورت وجود کربنات، احتمالا این ماده در دوران نواچیان مریخ شکل گرفته است. نواچیان اولین عصر زمین‌شناسی مریخ است که تقریبا ۳/۵ میلیارد سال پیش به‌پایان رسید. به‌عقیده‌ی دانشمندان، احتمالا مریخ در آن زمان اقلیم مرطوبی داشته و جوّ آن مملو از کربن‌دی‌اکسید بوده است. کربنات‌ دراثر واکنش سنگ و آب و کربن‌دی‌اکسید شکل می‌گیرد. کربنات‌ها حرف‌های زیادی برای گفتن دارند و شامل سوابق زمین‌شناسی تغییرات اقلیمی روی مریخ هستند.

منطقه‌ی کربنات حاشیه‌ای با رنگ قرمز مشخص شده است.

درصورت وجود سیلیکای هیدراته در کف دلتا، موقعیت مناسبی برای جست‌وجوی فسیل‌ها، به‌ویژه فسیل‌های میکروبی مدفون به‌وجود می‌آید. ناگفته نماند مقاله‌ای با موضوع بررسی جزئیات سیلیکای هیدراته اخیرا در AGU منتشر شده است. کل رسوبات کربنات موجود در دهانه‌ی جیزرو یکپارچه نیستند و آن‌ها را می‌توان در نواحی متعدد و دامنه‌های مختلف با ویژگی‌های توپوگرافی متفاوت پیدا کرد. شاید اصلی‌ترین مکان برای یافتن چنین رسوباتی منطقه‌ی کربنات‌های حاشیه‌ای (Marginal Carbonates) باشد. در بخش‌های یادشده می‌توان واضح‌ترین و قوی‌ترین آثار کربنات را مشاهده کرد که در حاشیه‌ی داخلی و غربی دهانه قرار گرفته‌اند. گاهی لبه‌های Marginal Carbonates تحت‌تأثیر تغییرات زمین قرار می‌گیرند و ظاهرشان تغییر می‌کند. دانشمندان مشتاق‌اند راز این منطقه را برملا کنند.

گفتنی است مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰ می‌تواند با اندازه‌گیری‌های متعدد به هدف خود برسد. این کاوشگر ۱۸ فوریه‌ی ۲۰۲۱ به دهانه‌ی جیزرو خواهد رسید و سخت‌کوشی بسیاری از افراد را جبران خواهد کرد. در زمین هم در مناطق مرتفع کوهستانی به‌راحتی می‌توان آثاری از فسیل‌های دریایی را مشاهده کرد. بعید به‌نظر می‌رسد به‌راحتی بتوان به ردی از فسیل‌های مریخی رسید؛ اما باتوجه‌به اطلاعات موجود از فسیل‌ها و تکامل دانش، به‌مرور زمان دستاوردهای آینده‌ی مریخ می‌توانند دانشمندان را شگفت‌زده کنند.