NASAの探査機パーサヴィアランスが古代火星の湖の秘密を探る

1000日後の今 火星、ミッションは古代の川と湖システムを横断し、途中で貴重なサンプルを収集しました。

火星が火星に到達して1000日目を迎えるにあたり、 NASAパーサヴィアランス探査機は最近、数十億年前にジェゼロ・クレーターを満たしていた湖の証拠が残る古代の川デルタ地帯の探査を完了した。 六輪の世界はこれまでに、 23 サンプル彼はその過程で、火星のこの地域の地質学的歴史を明らかにした。

火星のサンプルで生物学的発見

リロイ湾と呼ばれるサンプルの 1 つは、地球上の古代の化石を保存することで知られる物質である微粒子シリカを大量に含んでいます。 もう 1 つのオーティス ピークには、私たちが知っているように生命に関連することが多いリン酸塩が大量に含まれています。 どちらのサンプルにも炭酸塩が豊富に含まれており、岩石が形成されて以来の環境条件の記録を保存できます。

この発見は、12月12日火曜日、サンフランシスコで開催されたアメリカ地球物理学連合の秋季会合で共有された。

ジェゼロ クレーター内の「アーリー ヒル」サイトのこの 360 度モザイクは、11 月 3 日から 6 日にかけてパーサヴィアランス火星探査機のマストカム Z によって撮影された 993 枚の個別の画像を使用して作成されました。 探査機は太陽合の間、数週間にわたってアーリー・ヒルに駐機したままとなった。 画像出典: NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/アリゾナ州立大学/MSSS

ジェゼロクレーターの地質史

カリフォルニア工科大学のパーサヴィアランスプロジェクト科学者ケン・ファーリー氏は、「軌道画像にデルタ地帯が示されていたため、着陸地点としてジェゼロ・クレーターを選択した。これは、かつてクレーターを埋め尽くしていた大きな湖の明らかな証拠だ」と述べた。 「包括的な探査を行った後、私たちはクレーターの地質学的歴史をつなぎ合わせ、湖と川の最初から最後までの段階を図表にしました。」

ジェゼロは約 40 億年前に小惑星の衝突によって形成されました。 2021年2月に車両が着陸した後、ミッションチームはクレーターの底が地下のマグマまたは地表の火山活動で形成された火成岩で構成されていることを発見した。 その後、彼らは砂岩と泥岩を発見し、最初の川が数億年後にクレーターに到達したことを示している。 これらの岩の上には塩分を多く含む泥岩があり、蒸発しやすい浅い湖の存在を示しています。 研究チームは、湖は最終的に直径22マイル（35キロメートル）、深さ100フィート（30メートル）にまで成長したと考えている。

このアーティストのアニメーションのコンセプトは、NASA の探査機パーサヴィアランスが現在探査中の火星のジェゼロ クレーターの縁を突破する水が描かれています。 数十億年前に水がクレーターに入り、赤い惑星が干上がる前に湖、三角州、川を形成しました。 クレジット: NASA/ジェット推進研究室-カリフォルニア工科大学

その後、流れの速い水がジェゼロ島の外から岩石を運び、デルタ地帯やクレーター内の他の場所に岩石を広げました。

「軌道上の画像でジェゼロの歴史のこれらの章の概要を見ることができましたが、タイムラインを詳細に理解するにはパーサヴィアランスに近づく必要がありました」と南部にあるNASAのジェット推進研究所の博士研究員であるリビー・アイブスは述べた。 ミッションを実行するのはカリフォルニア。

魅力的なサンプル

パーサヴィアランスが収集したサンプルは教室で使うチョークほどの大きさで、NASA と欧州宇宙機関 (ESA) の共同事業である火星サンプルリターンキャンペーンの一環として特別な金属チューブに保管されています。欧州宇宙機関）。 この管を地球に持ち込めば、科学者は火星に運ぶには大きすぎる強力な実験装置を使ってサンプルを研究できるようになる。

どのサンプルを収集するかを決定するために、パーサヴィアランスはまずスクレーピングツールを使用して潜在的な岩石の一部を侵食し、次にジェット推進研究所のX線リソケミストリー用惑星装置（PIXL）などの精密科学機器を使用して岩石の化学的性質を研究します。

火星のジェゼロ クレーターのこの画像には、軌道から検出された鉱物データが重ねられています。 緑色は炭酸塩、つまり古代の生命の痕跡を保存するのに適した条件の水生環境で形成される鉱物を表しています。 NASA の探査機パーサヴィアランスは現在、ジェゼロ ファン (中央) の上の緑地帯を探索しています。 画像ソース: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL

研究チームがベルズベイと名付けた目標で、PIXLは炭酸塩、つまり有機分子の保存に適していると考えられる条件の水生環境で形成される鉱物を観察した。 (有機分子は地質学的および生物学的プロセスを通じて形成されます。) これらの岩石には、生命に関連する分子を含む有機分子を保存するための優れた材料であるシリカも豊富に含まれていました。

「地球上では、この細粒シリカは、以前は砂地だった場所でよく見られるものです」と、PIXLの副主任研究員であるJPLのモーガン・ケッペル氏は述べた。 「地球上で太古の生命の遺跡を保存し、後で発見できる環境なのです。」

NASA の火星探査機パーサヴィアランスに搭載された PIXL 機器が、ベルズ ベイと呼ばれるこの浸食された岩石部分を分析したところ、炭酸塩 (紫色) とシリカ (緑色) が豊富に含まれていることが判明しました。どちらも古代の生命の痕跡を保存するのに優れています。 画像にはデバイスの化学データが重ねられます。 画像出典: NASA/JPL-Caltech/MSSS

パーサヴィアランスの機器は、古代の微生物が残した可能性のある微細な化石のような構造や化学変化を検出できるが、いずれの証拠もまだ確認していない。

PIXLが検査した「Ouzel Falls」と呼ばれる別の標的では、この装置はリン酸塩に結合した鉄の存在を検出した。 リン酸塩は成分の一つです DNA これはすべての既知の陸上生物の細胞膜であり、細胞がエネルギーを運ぶのを助ける分子の一部です。

これらの侵食パッチのそれぞれに関するPIXLの発見を評価した後、チームは探査車に近くの岩石コアを収集するコマンドを送信した。レフロイ湾はビルズ湾の隣で、オーティス・ピークはウーゼル滝で収集された。

NASAの火星探査機パーサヴィアランスに搭載された機器の1つであるPIXLが、「ウゼル滝」と呼ばれる侵食された岩石地帯の化学組成を分析したところ、DNAや細胞膜に含まれる物質であるリン酸塩を含むミネラルが豊富に含まれていることが判明した。すべての生命体について知られています。 画像出典: NASA/JPL-Caltech/MSSS

「生息可能な水生環境を示す炭酸塩やリン酸塩、保存に最適なシリカが見つかっており、古代の生命の痕跡を見つけるのに理想的な条件が整っています」とキーブル氏は語った。

もちろん、忍耐の仕事は完了には程遠い。 このミッションの現在進行中の第4回科学遠征では、かつて川がクレーター底に氾濫した峡谷の口近くにあるジェゼロ・クレーターの縁を調査する予定だ。 縁に沿って豊富な炭酸塩堆積物が観察され、軌道画像ではバスタブ内のリングのように目立ちます。

ミッションの詳細

パーサヴィアランス火星ミッションの主な目的は、古代の微生物の生命の痕跡の探索を含む宇宙生物学です。 この探査車は火星の地質と過去の気候を解明し、火星の人類探査への道を切り開き、火星の岩石やレゴリス（砕石や塵）を収集・保管する初のミッションとなる。

NASAのその後のミッションは、欧州宇宙機関(ESA)と協力して、探査機を火星に送り、これらの密封されたサンプルを地表から収集し、詳細な分析のために地球に戻す予定である。

マーズ 2020 パーサヴィアランス ミッションは、NASA の月から火星への探査アプローチの一部であり、これには、火星の有人探査の準備を支援するアルテミスの月へのミッションも含まれます。

JPL は、カリフォルニア州パサデナにある NASA のカリフォルニア工科大学によって管理されており、探査車パーサヴィアランスの構築と運用を管理しています。