אשראי תמונה: ESA
מגזין אסטרוביולוגיה (AM): קבוצת התמונות הראשונה מ- Meridiani Planum, המציגה סלע שכבה דקה, עוררה מדענים די נרגשים. מהן הרשמים הראשוניים שלך?
אנדרו קנול (א.ק): ידוע לנו מזה כמה שנים, מנתוני מסלול, שיש מאדים על שכבות סלעים, אך ההזדמנות נותנת לנו את ההזדמנות הראשונה שלנו למעשה לעבוד ישירות על חלק מהסלעים האלה במפרץ. עבור גיאולוגים אתה פשוט לא יכול להדגיש יותר מדי את החשיבות של זה.
העובדה שהם סוג של טבלה מעידה על כך שהם משקעים וולקניים דקים למדי או משקעים. והסיכוי שיש סלעי משקע במקום על מאדים שנוכל לעלות לחקירה הוא עניין של תרחיש הכי טוב מבחינתי.
AM: מה אם יתברר שהם משקעי אפר וולקני? האם זה יביא לתרחיש פחות מעניין?
AK: בכלל לא. אני חושב שאחת השאלות הגדולות היא, מהם התהליכים השולטים שהולידו סלעים שכבתיים על מאדים? אין שום סיבה להאמין שכל סלע שכבה על מאדים נוצר באותה צורה כמו זו שבה יושב הזדמנות. אך לדעת אפילו כיצד אחד מאותם סלעים שכבתיים שנוצרו יהיה צעד בכיוון הנכון.
בקרוב נדע אם האות המטטי במרידיאני שהתגלה ממסלולו נמצא בסלעים אלה. זכרו את הסיבה לכך שאנחנו במרידיאני פלאנום היא בגלל האות החזק הזה לסוג מסוים של תחמוצת ברזל הנקראת המטיט. קשה מאוד לחשוב על ייצור המטיט בלי אינטראקציות עם מים נוזליים עם סלעים. כך שגם אם זהו סלע וולקני, זה יעזור להגביל את חשיבתנו על אחת החריגות הכימיות המעניינות ביותר על פני כדור הארץ.
AM: ישנה נהר בספרד, ריו טינטו, שם בילית קצת זמן במחקר. הצעת שהאופן בו מינרלי הברזל בריו טינטו התדרדרו והפכו עם הזמן עשויים לשפוך מעט אור על התהוות המטיט במרידיאני. האם אתה יכול להסביר את הקשר?
AK: תן לי להתחיל בהתחלה. סוגי החשיבה שאנו מביאים לפרשנות הברזל על מאדים יובאו על ידי הניסיון שלנו עם ברזל מחומצן על פני כדור הארץ. ישנן מספר דרכים שנוצרו משקעי ברזל בכוכב הלכת שלנו. יכול להיות שאיש מהם לא יהיה אנלוגי מדויק למה שקרה במאדים. אבל כל אחד מהם עשוי לספק מידע רב שיעזור לנו לחשוב על מאדים.
עכשיו, ריו טינטו הוא מקום מאוד מעניין. זה בדרום מערב ספרד, כשעה מערבית לסביליה, אולי עוד שעה מזרחית לגבול פורטוגל. ריו טינטו הוא למעשה עניין היסטורי לאנשים באמריקה מאז שקולומבוס הפליג בשנת 1492 מנמל בשפך ריו טינטו. אבל זה מעניין גם את הגיאולוגים בכרייה מכיוון שזה היה מוקש לפחות מאז תקופת הרומאים.
מה שמכורים שם זה עפרות ברזל. לפני כ -400 מיליון שנה תהליכים הידרותרמיים יצרו את מרבצי עפרות הברזל הללו. בעיקר הברזל הוא בצורת ברזל גופריתי, או זהב של טיפש. זה עפרות עשירות מאוד. כאשר מי הגשם מסתובבים דרך המשקעים הללו, הם מחמצנים את הפיריט ושני דברים קורים. האחד, הוא יוצר חומצה גופרתית. אז למים בנהר יש pH של בערך 1; זה מאוד חומצי. ושני, הברזל מתחמצן. אז המים הם בערך בצבע אודם, בגלל הברזל הזה שנשא סביב.
מה שמעניין הוא שאם מסתכלים על המשקעים שנוצרים מהריו טינטו כיום, רוב הברזל יוצא כמינרלים ברזל גופרתיים, כלומר שילוב של ברזל, גופרית וחמצן; וקצת ממנו יוצא כמינרל שנקרא גתיט, שהוא ברזל מעורבב בחמצן וקצת מימן. גיתיט הוא בעצם חלודה.
זה לא מה שאתה רואה במרידיאני במאדים. אבל מה שמעניין בפיקדון בריו טינטו הוא שהתהליך הזה מתרחש לפחות 2 מיליון שנה. ויש סדרה של טרסות שנותנות לנו תחושה של מה שקורה למרבצים האלה לאורך זמן.
מה שאנחנו מוצאים הוא שאחרי כמה אלפי שנים בלבד, כל המינרלים הסולפטיים נעלמו וכל הברזל נמצא בחומר הזה שנקרא גיתיט. אבל כשאתה נכנס לטרסות ישנות וותיקות יותר, כשאתה מגיע לטרסות בנות 2 מיליון שנה, חלק גדול מהגיתיט הזה הוחלף על ידי המטיט, המינרל במאדים. וזה המטיט גרוס למדי, וזה גם מה שאנחנו רואים במאדים.
אז הדבר הראשון שאנחנו לומדים בריו טינטו הוא שאדם לא צריך לחשוב רק על תהליכים שמפקידים המטיט גס מהגזרה. זה יכול להיווצר במהלך מה שגאולוגים מכנים דיאגנזה. כלומר הוא יכול להיווצר על ידי תהליכים המשפיעים על הסלעים לאורך זמן, והוא יכול למעשה לעשות זאת בטמפרטורות נמוכות ומבלי להיקבר עמוק ולהיות תחת לחץ גבוה. אז במובן זה, ריו טינטו מראה לנו דרך אחרת בה המטיט במרידיאני יכול היה להגיע לשם. זה מרחיב את האפשרויות בהן אנו שוקלים.
AM: כשגיאולוגים אומרים דברים כמו "טמפרטורה נמוכה", הם בדרך כלל מתכוונים למשהו שונה ממה שכולנו עושים.
AK: כשאני אומר "טמפרטורה נמוכה", אני מדבר על הטמפרטורות שאתה ואתה חווה על בסיס יומי, טמפרטורת החדר. הייתי מניח שרוב מי התהום של ריו טינטו הם בין 20 ל 30 מעלות צלזיוס, אולי 70 עד 80 מעלות פרנהייט.
AM: האם מרקם הסלע משתנה עם הזמן כאשר מינרל עובר את תהליך הדיאגנזה?
AK: כן זה כן. אף על פי שהמעניין הוא שבעוד שמרקם ברמה של מה שהדמות המיקרוסקופית יכולה לראות בהחלט שינויים במהלך ההיסטוריה הדיאגנטית, נראה שתכונות בהיקף גדול יותר של תצהיר שתוכלו לראות על ידי התבוננות מקרוב בהפרשה עם פנקם. כך, למרות שהסלע עובר שינויים אלה, הוא שומר על חתימות משקעים על היווצרותו, וזה מרגש. זה חשוב.
א.ב .: אתה אומר שבריו טינטו אתה יכול לראות פרוסה של 2 מיליון שנה שמראה לך את התהליך הדיאגנטי לאורך זמן. אבל ההתפרצויות שראתה ההזדמנות במרידיאני עשויות להיות בנות 2 מיליארד שנה. האם הם עדיין ישמרו מידע שימושי לאחר זמן רב?
AK: הנה החדשות הטובות על הגיאולוגיה: בפרט על סלעי משקע, רוב השינויים שעובר סלע הוא עובר מוקדם מאוד בתולדותיו. אלא אם כן סלע עובר מטמורפיזם, נקבר ונתון ללחצים וטמפרטורות גבוהות, תוך לכל היותר כמה מיליוני שנים מיום היווצרותו, הוא מתייצב לצורה שתשמור עליה ללא הגבלת זמן.
אני עובד, בעבודתי היומית, על סלעים פרה-קומבריאיים בכוכב הלכת הזה. ואני יכול להבטיח לך שכשאני מסתכל על סלע משקע בן מיליארד שנה, רוב השינויים שעברו הסלע התרחשו במהלך 200 אלף השנים הראשונות לחייו. ואז זה מתייצב, ופשוט מחכה לגיאולוג.
AM: ואין לנו סיבה להאמין שהפיזיקה מתנהגת אחרת במאדים?
AK: זה מה שקורה לנו. אמרתי זאת בעבר במונחים של אסטרוביולוגיה: כשאתה מחפש חיים מעבר לכוכב הלכת שלנו, אין לך שום ביטחון שהביולוגיה במקום אחר תהיה זהה לזו שהם כאן. אבל יש לך ביטחון די טוב שהפיזיקה והכימיה יהיו זהים.
AM: חלק ממה שהופך את מרידיאני למעניין הוא שזה לא דומה כמעט לכל מקום אחר במאדים. גם אם תצליחו להבין את ההיסטוריה של מרידיאני, עד כמה תוכלו להכליל את הידע הזה למאדים בכללותם?
AK: אני חושב שזה בהחלט יגביל את הדרך בה אנו חושבים על מאדים ככוכב לכת שלם. יכול להיות שמבחינת חתימת הכימיקלים והסלע הכולל של מאדים, גושב יתגלה כמשטח טוב יותר של מאדים בנושא זה. כלומר, מרבית מאדים - למעשה כמעט כל מאדים - משטחים בבזלת ואז מכוסים באבק דק. וזה מה שאנחנו רואים בגושב.
כעת, מתברר שאם מפשיטים את האות המטיט מחתימות חומרי שטח במרידיאני שהגענו למסלול, זה גם בעיקר בזלת. אז זה לא חלק אנומלי לחלוטין מכוכב הלכת. נראה שהוא חלק מייצג של כדור הארץ בלב, כאשר האות המטיט הייחודי הזה מונח עליו.
אחד התכונות של פיקדון הברזל של מרידיאני הוא שלמרות שהוא מקומי בכל הכוכב כולו, הוא נפוץ מבחינה גיאוגרפית בכך שיש לך אלפי קילומטרים רבועים שנותנים חתימה זו.
אנשים רבים חושבים שתהליכים הידרותרמיים ותהליכי מי תהום יתנו רק אותות ברזל מקומיים קטנים, אך למעשה, השכבות העשירות המטיטיות במפקד ריו טינטו עוברות לאורך כמה אלפי קמ"ר. כי מי התהום הללו פרושים בשכבה על שטח רחב.
אז מרבצי הברזל של ריו טינטו עושים כמה דברים שעלינו לזכור אצל מרידיאני. הם משלבים תהליכים הידרותרמיים עתיקים וטמפרטורות נמוכות צעירות; הם זקוקים למים; הם יכולים להוות שכבה; והם יכולים להיות נפוצים.
הם לא קבוצת התהליכים היחידה שיכולה להגיע לכך, בכל דרך שהיא. אני לא קדמתי במיוחד לטובת ריו טינטו כאנלוגי טוב יותר למרידיאני מכל דבר אחר. אני פשוט חושב שכשאנחנו נכנסים לחקירה זו עלינו לפחות לשמור בקובץ הזיכרון שלנו כמה שיותר מוצרים ותהליכים שונים העוסקים בברזל ככל שאפשר.
כל ההגדרות השונות לתצהיר הברזל ותהליכי בתצהיר הברזל שאנו רואים בכוכב הלכת הזה נושאות אותות כימיים וטקסטוריים שהזדמנות יכלה לאתר במרידיאני. אנו יכולים להשתמש בהשוואות אלה כדי לעזור לנו להבין כיצד נוצר המטיט מרידיאני.
AM: אחד ההיבטים המסקרנים של ריו טינטו כאתר מחקר הוא שלמרות שהמים בנהר הם חומציים ביותר, ישנם חיידקים החיים בו. כשאתה מסתכל על משקעי המטיט העתיקים באזור זה, אתה רואה חיידקים מאובנים?
AK: כן אתה כן. למען האמת, אחד הדברים שמשכו אותי לעבוד עם עמיתי הספרדים לא היה שזו סביבת מוזר כיום. אמנם זה כיף להתעניין בחיים בשוליים הסביבתיים כיום, רוב החיים - והרבה ממה שתוכלו ללמוד על ביולוגיה כיום - מקורם באורגניזמים רגילים החיים בנסיבות רגילות. כאן נמצא 99 אחוז ממגוון החיים.
מצד שני, יש שאלה גדולה שאפשר לשאול אותה בריו טינטו. אנו יכולים לראות את התהליכים שיצרו את מרבצי הברזל של ריו טינטו שקיימים כיום; אנו יכולים לראות את התהליכים הכימיים; אנו יכולים לראות מהי הביולוגיה בסביבה. אבל השאלה האמיתית שרוצים לזכור כשחושבים על מרידיאני היא: מה, אם בכלל, חתימות של אותה ביולוגיה נשמרות בפועל בסלעים יציבים diagenetically?
האחד הוא זה. אם התמזל מזלך שתהיה לך גישה למיקרוסקופ - זה כנראה יהיה ברזולוציה שמעבר למה שתוכל לקוות לו מהדימוי המיקרוסקופי - אתה יכול לראות חוטים מיקרוביאליים בודדים שנשמרו יפה. אז אלה החדשות הטובות הראשונות הן שברזל מיוצב באופן דיאגנטי יכול לשמור על חותם מיקרוסקופי של ביולוגיה.
החדשות הטובות יותר הן שישנן שתי תכונות של ביולוגיה שנשמרות במרקמים היותר ברמה של גלגל העין בסלעים אלה.
האחת היא שלפעמים נוצרות בועות קטנות בגלל הנפילה בגז מהמטבוליזם. וחלק מאלו יתממשו למעשה במינרלים מברזל וניתן לשמר אותם באמצעות דיאגנזה. וזה די נכון דרך רוב הסלעים המשקעים שאנו מוצאים בעמודה הגיאולוגית. אתה יכול להשיג חללי גז שהשתמרו וחללי הגז האלה קשורים תמיד לייצור ביולוגי של גזים.
AM: כמה תמיד?
AK: מהניסיון שלנו בכדור הארץ, זה די הרבה מאה אחוז. מה שרצית לשאול הוא: אילו תהליכים אחרים פרט לביולוגיה עשויים להוליד גזים בתוך משקעים על פני כדור הארץ? זה משהו שאתה יכול לעשות בו ניסויים. אני לא יודע שמישהו טרח לעשות אותם בכוכב הלכת הזה. מכיוון, שלמען האמת, הביולוגיה כל כך נרחבת שזה המשחק העיקרי בעיר, בכל מקרה. אבל אפשר לעשות את הניסויים.
הדבר הנוסף, שאני מרגישה בו ביתר שאת, הוא שהרבה פעמים, במקום שיש אוכלוסיות חיידקים, הם מהווים קבוצות חוטים יפות אלה שרק חוטרות על פני השטח. הם כמעט נראים כמו רעמה של סוס. עכשיו הדבר הגדול הוא שכשמוחדרים מינרלים בסביבות האלה, הם למעשה מתמצקים על מיתרי החוטים האלה, ומקבלים מרקמים משקעיים יפים שנראים שוב כמו רעמה של סוס.
אתה יכול לראות אותם בפארק ילוסטון, במיתרים משקעים צורניים וקרבונטיים. אם אתה הולך למקומות כמו Mammoth Springs, אתה יכול לראות את זה קורה היום. ואם תטיילו בחיק הטבע, תוכלו לראות דוגמאות קדומות לכך, חתימות יפות שנשתמרו בסלע.
בריו טינטו, אתה יכול לראות ברזל המופקד על חוטים אלה; ובטרסאות בנות 2 מיליון שנה, תוכלו לראות את מרקמי הברזל החוטניים האלה. ושוב, שוב, אני לא יודע על שום תהליך אחר מלבד הביולוגיה שיכולה ליצור את אלה. אז זה באמת משהו שיש לפקוח את העיניים שלך בכל פעם שאתה מסתכל על סלע זורם על מאדים.
AM: ואתה יכול לראות את אלה עם פנקאם?
AK: אם היית לוקח פנקם לפארק ריו טינטו או לפארק ילוסטון, הם היו קופצים לעברך. בהחלט.
AM: אם יתברר כי הסלע באתר הנחיתה של ההזדמנות מורכב משקעי משקע, האם זה אומר שכאשר אותם משקעים היו מונחים, היו חייבים להיות מים נוזליים בסביבה?
AK: סביר מאוד.
AM: אז אם הם היו משקעים, ופנקאם היה רואה איזושהי מרקם שכדור הארץ מעיד על ביולוגיה, האם זה אומר שההזדמנות הייתה מתקרבת למצוא עדויות לחיים במאדים?
AK: אלה אם גדולים, אבל זה יהיה יום גדול.
בואו ונגבה שנייה, כיוון שמדובר במעט פילוסופיה לגבי האופן בו אתה באמת מחפש את הדברים האלה. לפני מספר שנים, נאס"א יצאה למסע מימון בכדי לנסות ולצפות כל סוג של חתימה ביולוגית מרמזת שעשויה להימצא בכל סוג של חקר אחר כוכב לכת אחר כך שלא נראה שאנחנו מורטים את הראש.
אך העובדה הפשוטה היא שאתה לא יכול לצפות לדברים שאתה עשוי לראות. אז מה שלדעתי הוא תרחיש יותר מציאותי זה שאתה מבצע את הבדיקה שלך, ואם במהלך אותו חקר אתה מוצא איתות שהוא (א) לא מוסמך בקלות על ידי פיזיקה וכימיה או (ב) שמזכיר אותות שקשורים קשר הדוק לביולוגיה בכדור הארץ, אז אתה מתרגש.
מה שיקרה אז, אני יכול להבטיח לך, הוא שמאה מדענים מעוררי יוזמה ייכנסו למעבדה ויראו כיצד, אם בכלל, הם יכולים לדמות את מה שאתה רואה - בלי להשתמש בביולוגיה. ואני חושב שזה הדבר הנכון לעשות. לגבי דברים שבהם ההימור כל כך גבוה, אני חושב שאחד רוצה להיות זהיר ומפוכח בקשר לזה שאתה יכול להיות. ובוודאי שזה אומר לדעת הרבה יותר על היכולת ההפקה של תהליכים פיזיקליים וכימיים להשתיל חתימות כימיות וטקסטוריות בסלע ממה שידוע לנו כיום.
בהיעדר אסטרוביולוגיה, איש לא יבזבז את זמנם בעשיית הדברים כי מכיוון שכדור הארץ אנו יודעים שקיימת ביולוגיה במשך רוב ההיסטוריה של כדור הארץ. ביולוגיה נמצאת בכל מקום. הביולוגיה בולטת בסימנים שהיא מעניקה לסלעי משקע. אז מי הולך לבזבז חמש שנים מזמנם כמדען צעיר שמנסה לייצר איתות באמצעים אביולוגיים שקשורים קשר הדוק לביולוגיה? עם זאת, אתה עובר למאדים ויש עוד הרבה סיבות לעשות דברים כאלה.
AM: אם אחד משוחרי MER ימצא סלע שנראה שיש בו עדות לביולוגיה של מרטיאן, האם נאס"א תרצה לחזור לאותה נקודה ולהביא אותה הביתה?
AK: אתה מתערב. תלוי במה שאנו מוצאים במרידיאני - לא לפגוע בדברים שאנו מוצאים - זה עשוי להפוך אותו לאתר של עדיפות גבוהה מאוד עבור נאס"א לחזור עם ציוד משוכלל יותר ולהיות אתר בעל עדיפות עליונה להחזרת מדגם; או שאנחנו עשויים למחוק את זה.
זו כל הסיבות לעבודה מצטברת מסוג זה. אני למעשה אוהב את כל הארכיטקטורה של התוכנית של נאס"א לעבור צעד אחד בכל פעם, לעשות כל צעד בזהירות ובשלב שני לבנות על מה שלמדת בשלב הראשון. זה הגיוני.
AM: אני מבין שאני מבקש מכם לשער, הנה, אבל מה לדעתכם הסיכויים שמאדים היה פעם עולם חי?
AK: אני באמת לא יודע. אבל כל מה שלמדנו בשנים האחרונות מרמז לי שמים אולי היו אפיזודיים ולא מתמידים במאדים. וזה מוריד את ההסתברות לביולוגיה.
אם יש מים על פני המאדים במשך 100 שנה כל 10 מיליון שנים, זה לא מעניין במיוחד לביולוגיה. אם זה קיים 10 מיליון שנים, זה מאוד מעניין.
זה בהחלט לא נתגלה כי מאדים היה כוכב לכת ביולוגי. חצי מהמוח שלי כל הזמן מנסה לזרוק אחוזים, ואני יודע שזה דבר כזה חסר משמעות לעשות - אני חושב שאני פשוט לא אעשה את זה.
אבל אני יכול לומר לכם שאחת הסיכויים הטובים ביותר שנגיע למספר שנים לטפל בשאלה הזו נמצאת ממש כאן במפקדות הברזל של מרידיאני.
המקור המקורי: מגזין אסטרוביולוגיה
