Csillagvizsgáló

Szerves anyagokat találni a Marson II.

2018. június 24. - PFreddy

A napokban újra nagy bejelentéssel készült a NASA a világ számára. A középpontban ezúttal a Curiosity rover volt, amely mint kiderült, nagy mennyiségű szerves anyagot talált a Marson. A világ persze többre vágyott, hiszen a Marssal kapcsolatban mindenkit egy kérdés izgat: volt-e rajta élet vagy sem? A NASA – habár figyeltek arra, hogy szakmai (és etikai) hibát ne vétsenek – pedig rájátszik erre a figyelemre. De mit is jelentenek pontosan ezek az eredmények, és hol tart a kutatás az esetleges vagy egykori földönkívüli élet után? Egyáltalán mit remélünk találni egy kietlen vörös sivatagban? A két részes bejegyzés első felében a marsi élet kutatásának múltját vettük górcső alá, ezúttal pedig részletesen is kielemezzük, mit is talált a NASA guruló laboratóriuma.

curiosity20180607.jpg

A Curiosity rover 2012 augusztusában érkezett meg a Marsra, egészen pontosan az Aeolis Palus síkságra, amely a közel 150 km kiterjedésű Gale-kráterben északi felében található. A helyszín kiválasztását nem a véletlenre bízták a NASA kutatói: a mintegy 3,5 milliárd éves becsapódási helyszín alacsony fekvésű, talaja pedig agyagos. Minden jel arra mutat, hogy a Mars ''vizes'' korszakában tó vagy akár tenger is lehetett a Gale-kráterben.

800px-topographic_map_of_gale_crater2.jpgA Gale-kráter a Mars Express szonda felvételén, a színkódolás a térség relatív magasságát jelöli. A fehér ellipszis jelöli a Curiosity tervezett landolási helyét. (Forrás: Anderson & Bell, 2010)

A guruló laboratórium elsősorban a talajből, illetve kőzetekből vett minták elemzésének útján szolgáltat információt a Mars geológiai történetéről. A Curiosity elején található kar fúrója által begyűjtöttminta a robot mikrohullámú sűtő méretű főműszerébe, a SAM-ba (Sample Analysis at Mars) kerül, amely 900 °C-os hőmérsékletre hevíti fel. Az ennek hatására felszabaduló gázokat egy ún. kvadruppol tömegspektrométer elemzi, amely nem csak kimutatja az egyes kémiai elemeket (pl. szén, oxigén), azok izotópjait (pl. 13-as tömegszámú szén, 18-as oxigén), valamint molekulákat (pl. szén-dioxid, metán), de megállapítja azok pontos koncentrációját is a mintában. Legalábbis ez volt a helyzet 2016 végéig, amikor is a fúrófejet kiengedő mechanizmus meghibásodott. Ettől kezdve a fúrófejet folyamatosan kiengedve kellett tartani, mivel nem lehettek biztosak, hogy ha visszahúzzák, valaha is ki tudják-e még engedni (szervízre ugye nincs lehetőség...).

pia16100_mahaffy1-br2.jpgA millió dolláros varázsdoboz, a SAM, beszerelés előtt. A fenti vörös csövekbe (SSIT) kell beleszórnia a robotkarnak a frissen kiásott talajmintát.  (Forrás: NASA/GSFC/SAM)

Az apró kellemetlenség mellé két komoly probléma is társult. Egyrészt nem tudták használni fúró kiengedésekor működésbe lépő stabilizálókat, másrészt a fúró behúzása nélkül nem lehetséges a kőzetmintát veszteség nélkül a kemencébe juttatni. Az első problémára a NASA mérnőkei találtak egy pofon egyszerű áthidaló megoldást: magát a robotkart használták arra, hogy a kőzethez nyomja a fúrófejet (akárcsak mi tennék egy aksis fúrógéppel). Hosszas tesztelést követően (a NASA garázsában ugyanis parkol egy pontos másolat) a Curiosity május 20-án futott neki újra az ásásnak - sikerrel. A 1,5 cm szélés és 5 cm mély lyuk tökéletesen megfelelt az elvárásoknak. Ezt követően a fúrófejben lévő és az arra tapadt kőzetet közvetlenül kellett kipörgetni a mintatartóba, ami nyilván nem a legeffektívebb módja a mintavételnek. Az első teszt során azonban nem sikerült elegendő kőzetport begyűjteni a spektrométeres vizsgálatokhoz. A második kísérlet bizonyára jóval jobban sikerült, ugyais két hétre rá a NASA már egy sokat ígérő sajtókonferenciát hívott össze.

lyuk.jpgEgy kis ásás a nagy felfedezéshez - az új fúrási technika május 20-i első tesztje a Marson. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

A bejelentés középpontjában a Curiosity által frissen kimutatott szerves anyagok álltak, amelyek a földi élet alapvető építőelemei. A május 24-én begyűjtött mintában szén- hidrogén-, valamint kéntartalmú molekulákat azonosítottak; igaz, nem először a Curiosity munkássága során, de ezúttal nagyságrendekkel többet. Elsősorban benzol, toluol és tiofén képviselte a szerves anyagokat – hasonló összetétel található a Földön mindenhol előforduló olajpalában, aminek zöme az elhalt bioszférából keletkezett. A Marson a származás kérdése közel sem ennyire egyértelmű, többek között a korai vulkanizmus is kitermelhette a fenti molekulákat. Érdekes adalék továbbá, hogy a marsi szerves molekulák nem mutatják azt a fajta diverzitást (pl. izotópösszetétel, struktúra), amit az általunk ismert biológiai folyamatokból következne. A NASA kommentárját idézve: amennyiben ezek a molekulák a marsi életből maradtak vissza, akkor rengeteget változtak az elmúlt három milliárd évben.

mars-curiosity-drill.gifA Curiosity fúrója akció közben. A fenti mozdulatsor eredménye a fenti képen látható 5 cm mély lyuk. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

A másik bejelentett eredmény a légköri metántartalomról szólt, amely több évtizedes fejtörőt jelentett a kutatók számára. A légkörön kívülről (földi teleszkópokkal és Mars körül keringő műholdakkal) végzett mérések jelentős mennyiségű metánt mutattak, a Curiosity első (nyilván felszíni) mérései során viszont alig volt detektálható. Immáron viszont jóval hosszabb, három marsi évet átfogó méréssorozattal rendelkezünk, amely alapján egyértelműen kijelenthető a metán koncentrációjának szezonális változása. A csúcs a marsi nyár idejére esik, ami összhangban van a felső légköri értékekkel – ám míg a Curiosity legfeljebb 0,6 ppb-t (part per billion) detektált, a légkörön kívülről nézve ez az érték akár 30 ppb is lehet (még mindig messze van a földi 500 ppb-től).

methane.jpgA Curiosity által mért metán-koncentráció (függőleges tengely) a marsi évszakok (vízszintes tengely) függvényében, három marsi évet (MY32/33/34) lefedve. Az adatpontok melletti számok a rover által a bolygón töltött napokat jelöli. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Ami még ennél is többet ígérő eredmény, az a Curiosity kiegészítő megfigyeléseinek köszönhető, amely a metán-méréseket kísérte: pozíció, hőmérséklet, talajtípus, sugárzási-szint, időjárási viszonyok stb. Ezek ismeretében kizárható volt minden külső hatás (szélmozgás, mikrometeorok); a rover által mért metán egyértelműen a Gale-kráterben keletkezett. Mivel pedig a felszínen semmilyen kémiai-, fizikai- vagy biológiai folyamat nem termel metánt, az a felszín alól ’’bugyog’’ fel nyaranta, amikor a felengedő a talaj mélyebb rétegeiből szabadul fel a gáz. Ez a megfigyelési tény szintén azt támasztja alá, hogy a Marson sokkal nagyobb lehet a szerves anyagok koncentrációja a felszín alatt, mint az korábban sejthető volt volt.

pia19088-marscuriosityrover-methanesource-20141216_1.pngAmarsi metán szóba jöhető forrásai. Az új eredmények alapján a döntő többsége a felszín alól érkezik. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

Na meg persze a metán az egyik legfontosabb indikátora a biológiai folyamatoknak: a baktériumok többségétől a tehenekig minden élőlény élőlény termeli. Akárcsak bizonyos geológiai folyamatok is… Így önmagában a mostani eredményekkel pusztán azt sikerült tisztázni, hogy a metán forrása a felszín alatt keresendő. Akárcsak a szerves molekulák esetében, ez nem jelenti azt, hogy az egykori (vagy akár jelenlegi) marsi élet nyomaira bukkantak. Viszont egy sor újabb vizsgálat nem is zárta ki ezt, sőt, egyre több egymástól független megfigyelési tény mutat abba az irányba, hogy egykoron a vörös bolygón is jelen lehetett az élet. A kérdés a marsi életről tehát továbbra is nyitott, a válasz azonban egyre közelebb van.

Már csak oda kell menni és el kell kezdeni ásni.

mars-with-water.jpgFantáziarajz az egykori kék, talán életet is hordozó bolygóról, a Marsról.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr9314069393

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.06.25. 10:35:03

Nem akarnék beleszólni a nagyok dolgába, de ha a földihez hasonló életet keresünk a Marson, akkor vizet keressünk a Marson! Amúgy is, ha egyszer eljutunk a Marsra nekünk is szükségünk lesz rá. :-)

maxval balcán bircaman · http://bircahang.org 2018.06.25. 14:07:32

Ma is van élet a Marson, csak nem található meg emberi eszközökkel.

A zöld faj jóval fejlettebb nálunk, s nem akarják, hogy rájuk leljünk.

exterminador 2018.06.25. 14:13:40

@maxval balcán bircaman: te jó ég, mindig képes vagy meglepni az embert, hogy mennyire súlyos az állapotod.

korxi 2018.06.27. 11:55:38

"Már csak oda kell menni és el kell kezdeni ásni"
De ez hamar be fog következni, legalábbis a Mars Insight szonda több méter mélyre le fog fúrni. Ha jól emlékszem pont ez lesz a lényege (nem rover, tehát fixen fog állni).
Azt mondjuk nem tudom hogy lefúr és ezáltal csak leereszt/lejuttat valamilyen szenzort, vagy pedig mintát is felhoz a felszínre és a Curiosity-hez hasonló felszíni műszerekkel megelemzi-e.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.07.02. 05:52:36

korxi Az a baj ezzel az "ásással", hogy ha csak a talajvízadóig fúrunk vagy ásunk , az nem lesz elég. Ugyanis ha a felszínen nincs víz(jég), akkor a felszínnel lélegző, tehát a felszín alól párolgó víz vagy jég is elpárolgott a geológiai idők alatt, úgy hogy a talajvíz lélegzésének a másik eleme a csapadékból történő utánpótlódása mintha hiányzana. Szóval ha találunk számottevő vizet a Marson az sekélyebb, de inkább mélyebb rétegvíz tartóban lesz szerintem, ami nem mellékesen kicsit melegebb is, a mélységgel növekvő hőmérséklettel.

Boccs a válasz funkcióm napok óta nem megy.