Während ihrer 1.000 Tage auf dem Mars durchquerte die Mission ein altes Fluss- und Seesystem und sammelte dabei wertvolle Proben. Anlässlich seines 1.000. Marstages auf dem Roten Planeten hat der NASA-Rover Perseverance kürzlich seine Erkundung eines alten Flussdeltas abgeschlossen, das Hinweise auf die Seen enthält, die den Jezero-Krater vor Milliarden von Jahren füllten. Das sechsrädrige Wissenschaftlerteam hat bisher insgesamt 23 Proben gesammelt und damit Aufschluss über die geologische Geschichte dieser Marsregion gegeben.

Wichtige Entdeckungen in Marsproben

Eine der Proben namens Lefroy Bay enthält große Mengen feinkörniger Kieselsäure, ein Material, von dem bekannt ist, dass es alte Fossilien auf der Erde konserviert. Eine andere Probe namens Otis Peak enthält große Mengen an Phosphaten, die häufig mit dem Leben, wie wir es kennen, in Verbindung gebracht werden. Beide Proben sind außerdem reich an Karbonaten, die Aufschluss über die Umweltbedingungen bei der Entstehung des Gesteins geben.

Die Ergebnisse wurden am Dienstag, dem 12. Dezember, auf der Herbsttagung der American Geophysical Union in San Francisco vorgestellt.

Dieses 360-Grad-Mosaik vom Standort des Mount Airy im Jezero-Krater wurde aus 993 Einzelbildern erstellt, die vom 3. bis 6. November mit der Mastcam-Z des Rovers Perseverance aufgenommen wurden. Der Rover blieb während der Sonnenkonjunktion mehrere Wochen am Mount Airy. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Die geologische Geschichte des Jezero-Kraters

„Wir wählten den Jezero-Krater als Landeplatz, weil Orbitalbilder ein Delta zeigten – ein klarer Beweis dafür, dass einst ein großer See den Krater füllte. Der See ist eine potenziell bewohnbare Umgebung, während die Deltafelsen alte Organismen in den geologischen Aufzeichnungen begraben. „Wir konnten die geologische Geschichte des Kraters rekonstruieren und seine See- und Flussphasen von Anfang bis Ende kartieren“, sagte Ken Farley, Wissenschaftler am Perseverance-Projekt vom California Institute of Technology.

Der Vulkan Jezero entstand vor fast 4 Milliarden Jahren durch einen Asteroideneinschlag. Nach der Landung von Perseverance im Februar 2021 entdeckte das Missionsteam, dass der Boden des Kraters aus unterirdischem Magma oder magmatischem Gestein bestand, das durch vulkanische Aktivität an der Oberfläche gebildet wurde. Seitdem haben sie Sandstein und Schlammstein entdeckt, der Hunderte Millionen Jahre später die Ankunft der ersten Flüsse im Krater ankündigt. Über diesen Felsen befinden sich salzhaltige Schlammsteine, die auf das Vorhandensein eines flachen Sees hinweisen, der verdunstet. Das Team geht davon aus, dass sich der See schließlich auf einen Durchmesser von 22 Meilen (35 Kilometer) und eine Tiefe von bis zu 100 Fuß (30 Meter) ausdehnte.

Das animierte Konzept dieses Künstlers zeigt Wasser, das durch den Rand des Jezero-Kraters des Mars bricht, der vom NASA-Rover Perseverance erkundet wird. Vor Milliarden von Jahren drang Wasser in die Krater ein und bildete Seen, Deltas und Flüsse, bevor der Rote Planet austrocknete. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

Später trug starkes Wasser Felsbrocken von Jezero weg und verteilte sie über die Spitze des Deltas und an andere Stellen im Krater.

„Wir können die groben Umrisse dieser Kapitel in der Geschichte von Jezero anhand von Orbitalbildern erkennen“, sagte Libby Ives, Postdoktorandin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, „aber um den detaillierten Zeitablauf wirklich zu verstehen, müssen wir Perseverance aus nächster Nähe betrachten.“

verlockende Probe

Die von Perseverance gesammelten Proben, die etwa die Größe eines Stücks Kreide im Klassenzimmer haben, werden im Rahmen einer gemeinsamen Mars-Probenrückgabekampagne der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in speziellen Metallröhrchen gelagert. Wenn diese Metallröhren zur Erde gebracht würden, könnten Wissenschaftler die Proben mit leistungsstarken Laborgeräten untersuchen, die für den Transport zum Mars zu sperrig wären.

Um zu entscheiden, welche Proben gesammelt werden sollen, verwendet Perseverance zunächst abrasive Werkzeuge, um ein mögliches Gestein abzuschleifen, und verwendet dann hochentwickelte wissenschaftliche Instrumente, um die chemische Zusammensetzung des Gesteins zu untersuchen, darunter das am JPL gebaute Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL).

Dieses Bild des Jezero-Kraters auf dem Mars wird mit Mineraldaten überlagert, die aus der Umlaufbahn erfasst wurden. Grün steht für Karbonate – Mineralien, die sich in wässrigen Umgebungen unter Bedingungen bilden, die für die Erhaltung von Zeichen antiken Lebens günstig sein können. Perseverance der NASA erkundet derzeit den grünen Bereich über Jezeros Fächer (Mitte). Quelle: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL

Auf einem Ziel, das das Team „Beale Bay“ nennt, fand PIXL Karbonate – Mineralien, die sich in wässrigen Umgebungen bilden, in denen die Bedingungen für die Erhaltung organischer Moleküle günstig sein können. (Organische Moleküle werden sowohl durch geologische als auch durch biologische Prozesse gebildet.) Diese Gesteine ​​sind außerdem reich an Kieselsäure, einer Substanz, die sich ideal für die Konservierung organischer Moleküle eignet, einschließlich solcher, die mit Leben in Verbindung stehen.

„Auf der Erde findet man diese Art feinkörniger Kieselsäure häufig an Orten, die einst sandige Gebiete waren“, sagte Morgan Cable vom JPL, stellvertretender Hauptforscher bei PIXL. „Auf der Erde kann eine solche Umgebung die Überreste antiken Lebens bewahren und später entdecken.“

Bei der Analyse dieses abrasiven Gesteinsflecks, der als Beale Bay bekannt ist, stellte das PIXL-Instrument auf dem Marsrover Perseverance der NASA fest, dass er reich an Karbonaten (lila) und Kieselsäure (grün) ist, die beide als Anzeichen antiken Lebens gut erhalten sind. Das Bild wird mit den chemischen Daten des Instruments überlagert. Quelle: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Die Instrumente von Perseverance können sowohl fossilähnliche Mikrostrukturen als auch chemische Veränderungen erkennen, die alte Mikroben möglicherweise hinterlassen haben, für beides müssen sie jedoch noch Beweise finden.

An einem anderen von PIXL untersuchten Ziel namens „Ouzel Falls“ stellte das Instrument das Vorhandensein von phosphatbezogenem Eisen fest. Phosphat ist Bestandteil der DNA und der Zellmembranen aller bekannten Landorganismen und Teil der Moleküle, die den Zellen beim Energietransport helfen.

Nach der Auswertung der PIXL-Ergebnisse für jede Verschleißstelle erteilte das Team dem Rover den Befehl, in der Nähe befindliche Kerne zu sammeln: Die Kerne wurden in Lefroy Bay neben Bills Bay und am Otis Peak in Ouzel Falls entnommen.

PIXL, eines der Instrumente an Bord des Mars-Rover Perseverance der NASA, analysierte die chemische Zusammensetzung eines als Ouzel Falls bekannten Gebiets aus abrasivem Gestein und stellte fest, dass es reich an Phosphatmineralien ist, einer Substanz, die in der DNA und den Zellmembranen allen bekannten Lebens vorkommt. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/MSSS

„Wir haben ideale Bedingungen, um Anzeichen antiken Lebens zu finden“, sagte Cable. „Wir haben hier Carbonate und Phosphate gefunden, die darauf hinweisen, dass Wasser bewohnbar war, und Kieselsäure, die sich hervorragend zur Konservierung eignet.“

Natürlich ist die Arbeit von „Perseverance“ noch lange nicht abgeschlossen. Die laufende vierte Wissenschaftsexpedition der Mission wird den Rand des Jezero-Kraters nahe dem Eingang zum Canyon erkunden, wo einst ein Fluss den Kraterboden überflutete. Entlang des Randes, der im Orbitalbild wie ein Ring in einer Badewanne erscheint, finden sich reiche Karbonatablagerungen.