Roverul de dimensiunile unui automobil, Curiosity, a făcut progrese spre a înţelege cum şi-ar fi putut pierde planeta Marte cea mai mare parte a atmosferei sale iniţiale. Atmosfera de acum a lui Marte este de 100 de ori mai rarefiată decât a Pământului.
Înţelegând ce s-a întâmplat cu atmosfera marţiană, va ajuta oamenii de ştiinţă să concluzioneze dacă planeta a fost vreodată locuibilă.
Această imagine ilustrează o demonstraţie de laborator a camerei de măsurare din interiorul Spectrometrului Tunable Laser (STL), un instrument care compune Sample Analysis at Mars (SAM) instalat pe roverul NASA, Curiosity. Această demonstraţie utilizează lasere vizibile – în locul celor infraroşii folosite de spectrometru – pentru a arăta cum ricoşează fasciculele între oglinzile din camera de măsurare. STL lansează fascicule laser într-o cameră de măsurare care poate fi umplută cu atmosfera lui Marte. Prin măsurarea absorbţiei luminii la lungimi de undă specifice, instrumentul poate măsura concentraţiile de metan, dioxid de carbon şi vapori de apă din atmosfera marţiană şi diferiţi izotopi ale acestor gaze.
Image credit: NASA/JPL-Caltech.
Un set de instrumente de la bordul roverului a colectat şi analizat mostre de atmosferă colectate lângă poziţia „Rocknest” în Craterul Gale, unde roverul este staţionat pentru cercetare. Descoperirile cu ajutorul instrumentelor Sample Analisys on Mars (SAM) sugerează că pierderea unei părţi din atmosferă, rezultată în urma unui proces fizic care a favorizat reţinerea izotopilor masivi ale anumitor elemente, a fost un factor important în evoluţia planetei. Izotopii sunt variaţii ale aceluiaşi element cu diferite mase atomice.
Rezultate iniţiale ale SAM arată o creştere de cinci procente în izotopii masivi ai carbonului în dioxidul de carbon atmosferic comparat cu estimările proporţiilor de izotopi prezente când Marte s-a format. Aceste fracţiuni suplimentare de izotopi masivi faţă de izotopii mai uşori sugerează că porţiunea superioară a atmosferei ar fi putut să fie evacuată în spaţiul interplanetar. Pierderile din partea superioară a atmosferei ar fi diminuat izotopii mai uşori. Izotopii de argon prezintă, de asemenea, fracţiuni suplimentare de izotopi masivi, potrivindu-se cu estimările anterioare ale compoziţiei atmosferice derivate din studii ale meteoriţilor marţieni de pe Pământ.
Acest grafic reprezintă procentajul abundenţei a cinci gaze în atmosfera marţiană, aşa cum au fost măsurate în octombrie 2012 de Spectrometrul Quadrupole Mass aparţinând grupului de instrumente SAM instalat pe roverul NASA, Mars.
Credit: NASA/JPL-Caltech, SAM/GSFC
Oamenii de ştiinţă au o teorie conform căreia în trecutul în îndepărtat al lui Marte, mediul său ar fi fost destul de diferit, cu apă pe arii extinse şi o atmosferă mai densă. Misiunea NASA, MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), va investiga posibilele pierderi din partea superioară a atmosferei când va ajunge pe Marte în 2014.
Odată cu aceste măsurători preliminare a atmosferei marţiene, SAM a realizat şi cea mai sensibilă măsurătoare făcută vreodată pentru a căuta urme de gaz metan pe Marte. Rezultatele preliminare dezvăluie cantităţi infime spre inexistente. Metanul este de interes ca şi precursor chimic al vieţii. Pe pământ, el poate fi produs fie de procesele biologice fie de cele non-biologice.
Metanul a fost dificil de detectat de pe Pământ sau cu ajutorul actualei generaţii de sateliţi ce orbitează Marte deoarece există doar urme ale acestui gaz pe Marte. Spectrometrul (STL) integrat în SAM face posibilă prima căutare în interiorul atmosferei marţiene pentru această moleculă. Măsurătorile iniţiale ale lui SAM stabilesc o limită superioară de câteva părţi de metan pe milion de părţi atmosferice marţiene, în procent volumic, cu o incertitudine suficientă ca valoare să fie nulă.
„Metanul nu este un gaz abundent în locaţia Craterului Gale, dacă există şi aşa. În acest stagiu al misiunii suntem entuziasmaţi doar să-l căutăm”, a precizat conducătorul SAM STL, Cris Webster, de la Jet Propulsion Laboratory al NASA, din Pasadena, California. „Deşi determinăm limitele superioare ale valorilor minime, variaţia atmosferică din atmosfera lui Marte ne-ar putea rezerva surprize.”
Dacă atmosfera lui Marte conţine metan, diverse posibilităţi pentru originea acestuia au fost propuse şi cum ar fi putut acesta dispărea. Surse posibile non-biologice pentru metan includ comete, degradarea particulelor interplanetare de praf sub acţiunea luminii ultraviolete şi interacţiunea dintre apă şi roci. O potenţială sursă biologică ar fi microbii, dacă microbii au existat vreodată pe Marte. Potenţialele cauze de eliminare a metanului din atmosferă sunt fotochimia din atmosferă şi pierderea metanului la suprafaţă.
Credit: NASA/JPL-Caltech, SAM/GSFC
În primele trei luni petrecute de Curiosity pe Marte, SAM a analizat mostre din atmosferă prin două metode de laborator. Una este un spectrometru masic care cercetează întreaga gamă de gaze atmosferice. Cealaltă, LST, s-a concentrat pe dioxidul de carbon şi metan. În timpul acestei misiuni principale de doi ani, roverul va folosi şi un instrument numit cromatograf de gaze care separă şi identifică gazele. Instrumentul va analiza şi mostre de sol şi rocă, precum şi alte mostre din atmosferă.
„Cu aceste prime măsurători atmosferice vedem deja semnificaţia unui laborator chimic complex precum SAM pe suprafaţa lui Marte”, a spus cercetătorul principal al SAM, Paul Mahaffy de la Goddard Space Flight Center din Greenbelt, Md. „Atât analizele mostrelor atmosferice, cât şi a celor solide sunt esenţiale pentru a înţelege potenţialul locuibil de pe Marte.”
SAM va analiza primele mostre solide în următoarele săptămâni, începând căutarea compuşilor organici în rocile şi solul de la Craterul Gale. Analiza mineralelor purtătoare de apă şi căutarea şi analizarea compuşilor cu carbon sunt priorităţi majore pentru viitoarele analize pe mostre solide efectuate cu SAM.
Cercetătorii folosesc cele 10 instrumente de pe Curiosity pentru a afla dacă unele suprafeţe din Craterul Gale au oferit condiţii de mediu favorabile pentru existenţa microbilor. JPL, o divizie a California Institute of Tehnology din Pasadena, conduce proiectul pentru Science Mission Directorate din Washington al NASA şi a construit roverul Curiosity. Instrumentul SAM a fost dezvoltat la Goddard, cu contribuţii din partea Goddard, JPL şi Universitatea din Paris, Franţa.
Traducere după curiosity-rover-clues-mars-atmosphere de Răzvan Gavrilă, cu acordul editorului
