6 Minute
Noi date minerale de la Perseverance indică posibilă activitate microbiană antică
Datele transmise anul trecut de roverul Perseverance al NASA includ modele minerale și chimice în rocile din formațiunea Bright Angel pe care cercetătorii le consideră unele din cele mai puternice dovezi la distanță până acum pentru procese determinate de microbi pe Marte antică. Roverul a descoperit o rocă numită Chevaya Falls, împreună cu ținte similare denumite Sapphire Canyon și Apollo Temple, pe fundul craterului Jezero — un bazin lacustru antic care a găzduit odată apă de suprafață.
Some of the features of Chevaya Falls. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Geoscientist Joel Hurowitz of Stony Brook University led an exhaustive analysis of Perseverance's instrument suite results. The team reports that the composition and spatial arrangement of minerals in the so-called "leopard-spot" speckles are best explained by redox cycling — repeated chemical reactions that transfer electrons among iron, sulfur and organic carbon. On Earth, these redox processes are commonly driven by microbial metabolisms in sediments: microbes consume organic carbon and use oxidized iron or sulfate as electron acceptors, producing characteristic mineral assemblages in the process.
The Bright Angel samples contain several ingredients that increase the chance of a biological interpretation. Instruments detected carbon-rich organics, abundant clay minerals indicating past water, calcium sulfate layers separated by hematite seams, and spotty concentrations of iron phosphate and iron sulfide — minerals likely to be vivianite and greigite. Phosphates are central to biology on Earth, while vivianite and greigite can form during microbial iron and sulfate transformations or through abiotic redox reactions.
De ce contează aranjamentul mineralelor: diferențierea proceselor biologice de cele abiotice
Prezența materialului organic pe Marte nu este, în sine, o semnătură unică a vieții; reacțiile abiotice pot produce, de asemenea, compuși organici. Ceea ce face remarcabile constatările din Bright Angel este combinația multiplă de potențiale biosignături: compuși organici împreună cu sedimente bogate în argile, vene minerale segregate și chimia specifică fier–sulf–fosfor concentrată în pete discrete.
Hurowitz și colegii săi au modelat atât căi biologice, cât și abiotice pentru a reproduce mineralogia observată. Ei au identificat o cale abiotică care poate reduce sulfatul la sulfid și poate genera faze sulfuroase și fosfate similare, dar doar în condiții extreme — fie pH foarte scăzut (acidu), fie temperaturi ridicate în jurul a 150–200°C — și pe intervale geologice lungi. Rocile Bright Angel nu prezintă dovezi independente că ar fi fost expuse la căldură intensă sau aciditate de acest tip, ceea ce slăbește explicația abiotică.
După cum observă geobiologul Michael Tice of Texas A&M University, nu este doar identitatea mineralelor, ci aranjamentul lor la scară micro și co-localizarea lor care fac interpretarea prin cicluri redox plauzibilă. Pe Pământ, comunitățile microbiene din medii sedimentare produc frecvent exact aceste texturi și asocieri minerale în timp ce metabolizează carbonul organic.
Contextul misiunii și limitele: de ce contează aducerea eșantioanelor pe Pământ
Perseverance este echipat cu un set puternic și complementar de instrumente — camere, spectrometre și analizatoare chimice — care pot caracteriza rocile in situ. Totuși, aceste instrumente nu pot egala gama completă de analize disponibile în laboratoarele terestre. Testele definitive pentru microfosile, modele de fracționare izotopică, biomarkeri moleculari și structuri minerale la scară nanometrică necesită eșantioane returnate.
Perseverance a depozitat carote de rocă pentru o viitoare campanie Mars Sample Return. Până când aceste eșantioane ajung pe Pământ, rezultatele Bright Angel rămân convingătoare, dar nu concludente. Echipa de cercetare solicită experimente experimentale țintite pe Pământ pentru a testa atât căile redox microbiene, cât și cele abiotice, la temperaturi, presiuni și condiții chimice similare celor marțiene, pentru a ajuta la interpretarea datelor la distanță și la pregătirea protocoalelor analitice pentru materialele returnate.
Implicații științifice cheie
- Dacă ciclurile redox microbiene au produs mineralogia din Bright Angel, aceasta ar indica că Marte antic a oferit gradienti de energie, apă și nutrienți esențiali suficienți pentru a susține metabolisme asemănătoare vieții.
- Detectarea mineralelor bogate în fosfați și a mineralelor fier–sulf co-localizate cu compuși organici ar reflecta procese biogeochimice critice care susțin viața în sedimentele terestre.
- O origine biologică ar întări argumentul că medii locuibile și, potențial, viață au fost prezente în multiple locații ale Marței timpurii.
Tehnologii conexe și perspective viitoare
Confirmarea viitoare depinde de arhitecturi Mars Sample Return, spectrometre de masă cu rezoluție înaltă, analizatoare izotopice, microscoape electronice și alte instrumente de laborator disponibile pe Pământ. Simulările de laborator paralele și studiile analogice terestre (de exemplu, sisteme sedimentare unde ciclul fier–sulf este activ) vor rafina cadrele de interpretare și strategiile de căutare a biosignaturilor pe Marte și pe alte corpuri planetare.
Comentariu expert
Dr. Elena Martínez, o astrobiologă și chimistă planetară neimplicată în studiu, spune: "Datele de la Bright Angel sunt captivante deoarece combină mai multe linii de evidență care, împreună, sunt mai sugestive pentru activitate biologică decât ar fi orice observație singulară. Texturile minerale și concentrarea spațială a fosfaților împreună cu sulfiții de fier sunt în special provocatoare. Totuși, trebuie să fim prudenți: Marte ne poate surprinde cu chimii abiotice neașteptate. Următorul pas decisiv este analiza directă a carotelor returnate, folosind instrumente capabile să detecteze microfosile și modele izotopice la scări submicronice."
"Perseverance a făcut exact ceea ce ar trebui să facă un excelent explorator robotic: a identificat cele mai promițătoare eșantioane și le-a conservat pentru studiul definitiv în laborator," adaugă Martínez.
Concluzie
Formațiunea Bright Angel din craterul Jezero a produs modele mineralogice și chimice care seamănă îndeaproape cu interacțiunile fier–sulf–organic conduse de metabolisme microbiene pe Pământ. Deși modelarea riguroasă arată că unele căi abiotice ar putea explica părți din semnal, acele scenarii necesită condiții pentru care nu există dovezi independente în roci. Până când carotele depozitate de Perseverance nu vor fi returnate pe Pământ și examinate cu instrumentație de laborator, constatările rămân cele mai puternice dovezi obținute de la distanță că Marte antic ar fi putut găzdui procese redox mediate microbian. Descoperirea clarifică prioritățile pentru Mars Sample Return și pentru experimentele de laborator concepute pentru a discrimina între semnăturile redox biologice și cele abiotice pe alte lumi.
Sursa: sciencealert
Comentarii