רובר Curiosity של נאס"א זיהה מתאן במכתש גייל במאדים, ממצא מפתיע מכיוון שאין סימני חיים על הפלנטה. מדענים בוחנים מקורות גיאולוגיים ודפוסים עונתיים לפליטות אלו, כאשר רמות המתאן מציגות תנודות חריגות ונעלמות במהלך היום. (קונספט האמן.) קרדיט: twoday.co.il.com
מאמר אחרון עשוי לעזור להסביר מדוע מעבדת כימיה ניידת פועלת נאס"אהרובר של Curiosity מרחרח ללא הרף עקבות של הגז ליד פני השטח של מכתש גייל.
הגילוי המפתיע ביותר מ- Curiosity Mars Rover של נאס"א – שמתאן מחלחל מפני השטח של מכתש גייל – גורם למדענים לגרד בראשם.
יצורים חיים מייצרים את רוב המתאן על פני כדור הארץ. אבל מדענים לא מצאו סימנים משכנעים של חיים נוכחיים או עתיקים מַאְדִים, ולכן לא ציפו למצוא שם מתאן. עם זאת, מעבדת הכימיה הניידת על סיפונה של Curiosity, המכונה SAM, או Sample Analysis at Mars, ריחחה ללא הרף עקבות של הגז ליד פני השטח של מכתש גייל, המקום היחיד על פני מאדים בו זוהה מתאן עד כה. מקורו הסביר, מניחים מדענים, הם מנגנונים גיאולוגיים הכוללים מים וסלעים עמוק מתחת לאדמה.
מישור המלח קוויסקירו באזור Altiplano בדרום אמריקה, המלא באגמים מלוחים, מייצג את סוג הנוף שמדענים חושבים שאולי היה קיים במכתש גייל על מאדים, אותו חוקר ה-Curiosity Rover של נאס"א. קרדיט: מקסים בוכרוב
אם זה היה כל הסיפור, הדברים היו קלים. עם זאת, SAM גילתה שמתאן מתנהג בדרכים בלתי צפויות במכתש גייל. הוא מופיע בלילה ונעלם במהלך היום. זה משתנה עונתית ולפעמים עולה לרמות גבוהות פי 40 מהרגיל. באופן מפתיע, המתאן גם לא מצטבר באטמוספירה: של ESA (ה סוכנות החלל האירופית) ExoMars Trace Gas Orbiter, שנשלח למאדים במיוחד כדי לחקור את הגז באטמוספירה, לא זיהה מתאן.
מדוע מכשירים מדעיים מסוימים מזהים מתאן על הכוכב האדום בעוד שאחרים לא?
"זה סיפור עם הרבה טוויסטים בעלילה", אמר אשווין ואסאוודה, מדען הפרויקט של קיוריוסיטי במעבדת הנעת סילון של נאס"א בדרום קליפורניה, שמובילה את משימתה של קיוריוסיטי.
מתאן מעסיק את מדעני מאדים בעבודת מעבדה ובפרויקטים של מודלים ממוחשבים שמטרתם להסביר מדוע הגז מתנהג בצורה מוזרה ומתגלה רק במכתש גייל. קבוצת מחקר של נאס"א שיתפה לאחרונה הצעה מעניינת.
זוהי דוגמה של רגולית מאדים מדומה, שהיא "אדמה" העשויה מסלע שבור ואבק. זוהי אחת מחמש דגימות שמדענים החדירו בריכוזים משתנים של מלח בשם פרכלורט, הנפוץ על מאדים. הם חשפו כל דגימה לתנאים דמויי מאדים בתא הדמיית מאדים במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד. הגושים השבירים בדוגמה למעלה מראים שלא נוצר חותם של מלח בדגימה זו מכיוון שריכוז המלח היה נמוך מדי. קרדיט: נאס"א/אלכסנדר פבלוב
דיווח בעיתון מרץ ב- כתב עת למחקר גיאופיזי: כוכבי לכת, הקבוצה הציעה שמתאן – לא משנה איך הוא מופק – יכול להיות אטום תחת מלח מוצק שעלול להיווצר ברגולית מאדים, שהיא "אדמה" העשויה מסלע שבור ואבק. כאשר הטמפרטורה עולה בעונות חמות יותר או בשעות היום, מה שמחליש את כלב הים, המתאן עלול לחלחל החוצה.
בראשותו של אלכסנדר פבלוב, מדען פלנטרי במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, החוקרים מציעים שהגז יכול להתפרץ בנשיפות כאשר כלבי ים נסדקים תחת לחץ של, למשל, רובר בגודל של רכב שטח קטן שנוסע מעליו. . השערת הצוות עשויה לעזור להסביר מדוע מתאן מתגלה רק במכתש גייל, אמר פבלוב, בהתחשב בעובדה שזהו אחד משני מקומות על מאדים שבהם רובוט מסתובב וקודח את פני השטח. (השני הוא מכתש Jezero, שבו פועל הרובר Perseverance של נאס"א, אם כי לרובר הזה אין מכשיר לזיהוי מתאן.)
תמונה זו היא של דוגמה נוספת של "אדמה" מדומה של מאדים לאחר שהוסרה מתא ההדמיה של מאדים. המשטח אטום בקרום מוצק של מלח. אלכסנדר פבלוב וצוותו גילו שכלב ים נוצר לאחר שדגימה בילה שלושה עד 13 ימים בתנאים דמויי מאדים, ורק אם היה בו ריכוז מלח פרכלורט של 5% עד 10%. הצבע בהיר יותר במרכז היכן שהדגימה נשרטה בעזרת פיק מתכת. הצבע הבהיר מעיד על אדמה יבשה יותר מתחת לשכבה העליונה, שספגה לחות מהאוויר ברגע שהדגימה הוצאה מתא ההדמיה והופכת חומה. קרדיט: נאס"א/אלכסנדר פבלוב
פבלוב מתחקה אחר מקורה של השערה זו לניסוי לא קשור שהוביל ב-2017, שכלל גידול מיקרואורגניזמים בפרמפרסט מדומה של מאדים (אדמה קפואה) המושרה במלח, כמו חלק גדול מהפרמאפרסט של מאדים.
פבלוב ועמיתיו בדקו האם חיידקים הידועים כהלופילים, שחיים באגמי מים מלוחים ובסביבות עשירות במלח אחרות על פני כדור הארץ, יכולים לשגשג בתנאים דומים על מאדים.
לדבריו, התוצאות של גידול החיידקים לא היו חד משמעיות, אבל החוקרים הבחינו במשהו בלתי צפוי: השכבה העליונה של האדמה יצרה קרום מלח כשהקרח המלוח הפך לסובלימציה ממוצק לגז ומשאיר את המלח מאחור.
פרמפרוסט על מאדים וכדור הארץ
"לא חשבנו על זה הרבה כרגע", אמר פבלוב, אבל הוא זכר את קרום האדמה ב-2019, כאשר ספקטרומטר הלייזר המתכוונן של SAM זיהה פרץ מתאן שאיש לא יכול היה להסביר.
"זה הרגע שזה צחק במוחי," אמר פבלוב. ואז הוא וצוות התחילו לבדוק את התנאים שיכולים להיווצר ולסדוק חותמות מלח מוקשות.
Curiosity יצאה לענות על השאלה: האם למאדים אי פעם היו התנאים הסביבתיים הנכונים לתמוך בצורות חיים קטנות הנקראות חיידקים? בשלב מוקדם במשימתה, הכלים המדעיים של קיוריוסיטי מצאו עדויות כימיות ומינרלים לסביבות קודמות למגורים על מאדים. הוא ממשיך לחקור את שיא הסלע מתקופה שבה מאדים יכול היה להיות בית לחיים מיקרוביאליים. קרדיט: נאס"א
הצוות של פבלוב בדק חמש דגימות של פרמפרוסט עם ריכוזים משתנים של מלח שנקרא פרכלורט הנפוץ על מאדים. (סביר להניח שאין כיום כפור פרמפרפרת במכתש גייל, אבל כלבי הים יכלו להיווצר מזמן כשגייל היה קר וקרח יותר.) המדענים חשפו כל דגימה לטמפרטורות וללחץ אוויר שונים בתוך תא הדמיית מאדים בנאס"א גודארד.
מעת לעת, הצוות של פבלוב הזריק ניאון, אנלוגי מתאן, מתחת לדגימת האדמה ומדד את לחץ הגז מתחתיה ומעליה. לחץ גבוה יותר מתחת לדגימה מרמז שהגז נלכד. בסופו של דבר, כלב ים נוצר בתנאים דמויי מאדים תוך שלושה עד 13 ימים רק בדגימות עם ריכוז של 5% עד 10% פרכלורט.
זה ריכוז מלח גבוה בהרבה ממה שקוריוסיטי מדדה במכתש גייל. אבל הרגולית שם עשיר בסוג אחר של מינרלים מלח הנקראים סולפטים, שהצוות של פבלוב רוצה לבדוק לצד זה כדי לראות אם הם יכולים ליצור גם אטמים.
רובר Curiosity הגיע לאזור שמאמינים שנוצר כשהאקלים של מאדים התייבש.
שיפור ההבנה שלנו לגבי תהליכי ייצור והשמדה של מתאן על מאדים היא המלצת מפתח מהסקירה הבכירה של המשימה הפלנטרית של נאס"א 2022, ועבודה תיאורטית כמו זו של פבלוב היא קריטית למאמץ זה. עם זאת, מדענים אומרים שהם צריכים גם מדידות מתאן עקביות יותר.
SAM מרחרח מתאן רק כמה פעמים בשנה, כי אחרת היא עסוקה בביצוע עבודתה העיקרית בקידוח דגימות מפני השטח וניתוח ההרכב הכימי שלהן.
"ניסויי מתאן הם עתירי משאבים, אז אנחנו צריכים להיות מאוד אסטרטגיים כשאנחנו מחליטים לעשות אותם", אמר צ'ארלס מאלספין של גודארד, החוקר הראשי של SAM.
עם זאת, כדי לבדוק באיזו תדירות רמות המתאן עולות, למשל, ידרוש דור חדש של מכשירי שטח המודדים מתאן ברציפות ממקומות רבים ברחבי מאדים, אומרים מדענים.
"חלק מעבודות המתאן ייאלצו להשאיר לחלליות עיליות עתידיות שיתמקדו יותר בתשובה לשאלות הספציפיות הללו", אמר וסוואדה.
הסקרנות נבנתה על ידי JPL, המנוהלת על ידי Caltech בפסדינה, קליפורניה. JPL מוביל את המשימה מטעם מנהלת משימת המדע של נאס"א בוושינגטון.
