lunedì 20 marzo 2017

Le ultime novità di Curiosity sulla superficie e il clima di Marte

Una coppia di disegni raffigura la stessa posizione al cratere Gale su a due punti nel tempo: ora e miliardi di anni fa. L'acqua in movimento sotto terra, così come l'acqua sopra la superficie in antichi fiumi e laghi, erano condizioni favorevoli per la vita microbica, se mai Marte ha ospitato vita. Gale Crater è un luogo affascinante da esplorare a causa della montagna di materiali stratificati nel mezzo. Sulla Terra, questo tumulo sarebbe una montagna 5 km di altezza! Gli strati raccontano una storia su ciò che era in passato Marte, e attraversa gran parte della storia del pianeta rosso. Studi condotti in orbita hanno rivelato che gli strati sono di minerali diversi secondo la loro altezza. Nella parte inferiore della collina sono minerali argillosi. Sopra gli strati di argilla vi sono strati e minerali con zolfo e ossigeno, invece sono sopra di loro. Acqua corrente sembra aver scavato canali sia nel tumulo e nella parete del cratere. Per arrivare al tumulo, il Mars Science Laboratory sarebbe atterrato in una parte piatta del cratere e indagato con attenzione lungo il suo corso verso l'alto, strato dopo strato. Lungo la strada, il rover Curiosity avrebbe indagato come sono formati gli strati e gli ambienti in cui si sono formati.



Curiosity
Mars rover della NASA trova modelli di cambiamento nella composizione della roccia alle più elevate, gli strati più giovani di una montagna.

 Antichi bacini sedimentari
su Marte con le acque sotterranee erano chimicamente attivi, un fattore favorevole per la possibile vita.

Curiosity ha trovato boro
Gale Crater
su Marte, una prima assoluta per questo elemento molto solubile.


Il rover Curiosity della NASA sta scalando una montagna marziana stratificata e trova prove di come laghi e ambienti sotterranei umidi e di antichi cambiamenti, risalenti a miliardi di anni fa, hanno creato i più diversi ambienti chimici che hanno colpito, chi indaga per la loro possibile vantaggiosità alla vita microbica.

Ematite, minerali argillosi e boro sono tra gli ingredienti che si trovano più abbondanti negli strati più in salita, rispetto agli strati bassi, anticamente esaminati in precedenza nella missione. Si sta discutendo su quello che queste e altre variazioni raccontano e le condizioni in cui i sedimenti sono stati inizialmente depositati, e su come le acque sotterranee si muovevano in seguito, attraversando gli strati accumulati alterati e gli ingredienti trasportati.
Gli effetti di questo movimento delle acque sotterranee sono più evidenti nelle vene di minerali. Le vene si formano, dove le crepe negli strati erano piene di sostanze chimiche che erano state disciolte nelle acque sotterranee. L'acqua con i suoi contenuti disciolti ha anche interagito con la matrice rocciosa circostante le vene, alterando la chimica sia nella roccia sia nell'acqua.
"C'è tanta variabilità nella composizione ad altezze differenti, abbiamo fatto per davvero centro, alla grande, - ha dichiarato John Grotzinger, (Caltech di Pasadena_ California) – che ha collaborato alla presentazione, perché membro del team scientifico di Curiosity, durante un aggiornamento sulla missione (dicembre 2016), a San Francisco alla riunione dell’American Geophysical Union. Il rover ha esaminato in alto, gli strati più giovani, e ha colpito la complessità degli ambienti lacustri quando erano depositati sedimenti argillosi, e anche la complessità delle interazioni sotterranee dopo che i sedimenti erano stati sepolti.

'Reattore chimico'

"Un bacino sedimentario come questo è un reattore chimico, - ha detto Grotzinger - dove gli elementi sono riorganizzati. Modula nuovi minerali e dissolve quelli vecchi. Gli elettroni ottengono una redistribuzione. Sulla Terra, queste reazioni sostengono la vita”.
Se la vita marziana è mai esistita, è ancora sconosciuta. Nessuna evidenza convincente è stata trovata. Quando Curiosity è atterrato a Marzo 2012 nel cratere Gale
Altro squarcio del Gale Crater
, l'obiettivo principale della missione era di determinare se l'area avesse mai offerto un ambiente favorevole per i microbi.

Il ricorso principale al cratere si deve alla stratificazione geologica esposta nella parte inferiore del suo tumulo centrale, in altre parole il monte Sharp. Queste esposizioni offrono l'accesso alle rocce che tengono un registro delle condizioni ambientali, scaturite da molte fasi della storia marziana, e dove ogni strato è più giovane rispetto a quello sottostante. La missione nel suo primo anno, ha trovato un antico ambiente lacustre marziano che aveva tutti gli ingredienti chimici “chiave”, cioè necessari per la vita, più l’energia chimica a disposizione per tutta la vita. Ora, il rover è arrampicato sulla parte inferiore del monte Sharp
per indagare, su come le antiche condizioni ambientali sono cambiate nel corso del tempo.
"Siamo negli strati che erano il motivo principale per cui il cratere Gale è stato scelto come luogo di atterraggio, -ha detto Joy Crisp, progetto scientifico Curiosity (Jet Propulsion Laboratory NASA), - e stiamo usando una strategia di campioni di perforazione a intervalli regolari, appena il rover si arrampica sul monte Sharp. In precedenza abbiamo scelto gli obiettivi di perforazione in base alle caratteristiche specifiche di ciascun sito. Ora che stiamo guidando continuamente attraverso lo strato basale di maggiore spessore della montagna, una serie di perforazioni che permetteranno di costruire un quadro completo. "
Quattro siti di perforazione recenti, da "Oudam" lo scorso giugno con "Sebina" nel mese di ottobre, sono tutti distanziati di circa 25 metri, a parte in elevazione. Questo modello in salita permette al team scientifico di assaggiare progressivamente strati più giovani che rivelano l’antica storia ambientale del monte Sharp.

Ambienti cambiati

Un indizio sul mutare delle antiche condizioni è il minerale ematite. Ha sostituito la magnetite meno ossidata come ossido di ferro che è dominante nelle rocce che Curiosity ha perforato recentemente, rispetto al sito dove Curiosity prima, aveva trovato sedimenti lacustri. "Entrambi i campioni sono depositati sul fondo di un lago, - ha detto Thomas Bristow (NASA Ames Research Center_ Moffett Field_California) ma l'ematite suggerisce condizioni più calde, o una maggiore interazione tra l'atmosfera e sedimenti". Questo ricercatore aiuta nell’operatività dello strumento di laboratorio di Chimica e Mineralogia (CheMin) all'interno del rover, chiamato a identificare i minerali nei campioni raccolti. La reattività chimica avviene su un gradiente di forza degli ingredienti chimici 'a donare o ricevere elettroni. Il trasferimento di elettroni a causa di questo gradiente può fornire energia per la vita. Un aumento dell’ematite rispetto alla magnetite indica un cambiamento ambientale nella direzione di elettroni che hanno provocato un maggior grado di ossidazione nel ferro.
Un altro ingrediente in aumento nelle ultime misurazioni di Curiosity è l’elemento boro, che “Chimica e Camera” (ChemCam)
strumento laser-shooting (colpisce e analizza con un laser) del rover ha rilevato entro le vene di minerali che sono principalmente solfato di calcio. "Nessuna missione prima aveva rilevato boro su Marte, -ha detto Patrick Gasda (US Department of Energy Laboratory _Los Alamos National_New Mexico)- mentre assistiamo a un forte aumento di boro nella vena ispezionata degli ultimi mesi." Lo strumento è molto sensibile; anche a livello maggiore, il boro costituisce solo circa un decimo di uno per cento della composizione roccia.

' Sistema Dinamico '

Il boro è notoriamente associato a luoghi aridi in cui molta acqua è evaporata via - si pensi al borace della Death Valley. Tuttavia, le implicazioni ambientali della minore quantità di boro trovata da Curiosity sono meno semplici, valutando l'aumento di ematite.
Si stanno prendendo in considerazione almeno due possibilità per la fonte del boro che le acque sotterranee hanno lasciato nelle vene. Forse l'evaporazione di un lago formato da un deposito contenente boro in uno strato sovrastante, non è stato ancora raggiunto da Curiosity. Poi l'acqua in seguito ha risciolto il boro e l’ha portato verso il basso attraverso una rete di fratture negli strati più anziani, dove ha accumulato, con una frattura di riempimento, minerali nella vena. O forse i cambiamenti nella chimica dei depositi di argilla fruttiferi, come dimostra l'aumento di ematite, sono stati colpiti dalle acque sotterranee che hanno prelevato e lasciato il boro all'interno dei sedimenti locali.
"Le variazioni di questi minerali, -ha detto Grotzinger - e degli elementi indicano un sistema dinamico. Essi interagiscono con le acque sotterranee e le acque di superficie. L'acqua influenza la chimica delle argille, ma cambia anche la composizione dell'acqua. Siamo in presenza di una complessità chimica che indica una storia lunga e interattiva con l'acqua. Più complicata è la chimica, meglio è per l’abitabilità. Il boro, l’ematite e i minerali argillosi sottolineano la mobilità degli elementi e degli elettroni, e questo è un bene per la vita. " Gli scienziati che indagano su Marte sono alle prese con un problema. Un’ampia evidenza dice che l’antico Marte era bagnato a volte, con acqua corrente e messa in comune sulla superficie del pianeta. Eppure, l'antico Sole era circa un terzo in meno caldo e modellatori climatici lottavano per produrre scenari che sulla superficie di Marte, abbastanza caldo, mantengono scongelata l’acqua. Una teoria principale è di avere una spessa atmosfera di anidride carbonica formando una coperta di questo gas serra, contribuendo a riscaldare la superficie del vecchio Marte. Tuttavia, secondo una nuova analisi dei dati provenienti da Curiosity rover marziano della NASA, Marte ha avuto troppo poco di anidride carbonica circa 3,5 miliardi di anni fa per fornire abbastanza effetto serra di riscaldamento per scongelare il ghiaccio nell'acqua. La stessa roccia marziana in cui Curiosity, ha trovato sedimenti di un antico lago in cui i microbi potrebbero aver prosperato è la fonte delle prove, aggiungendo il dilemma su come un tale lago sarebbe potuto esistere. Curiosity ha rilevato nessun minerale di carbonato nei campioni di roccia analizzate. La nuova analisi conclude che la scarsità di carbonati in quella roccia significa che l'atmosfera’ di Marte quando il lago esisteva - circa 3,5 miliardi di anni fa - non avrebbe potuto tenere molta anidride carbonica. “Siamo stati particolarmente colpiti con l'assenza di minerali come il carbonato-ha detto Thomas Bristow (Ames Research Center_ NASA, Moffett Field_ California)- nella roccia sedimentaria che il rover ha esaminato. Sarebbe stato davvero difficile ottenere acqua allo stato liquido, anche se ci fosse stato un diossido con cento volte più carbonio nell’atmosfera, di quello che le prove minerali nella roccia hanno rilevato". Bristow è il principale ricercatore per lo strumento di Chimica e Mineralogia (CheMin
CheMin


) su Curiosity.

La Curiosity non ha fatto la rilevazione definitiva di carbonati in tutte le rocce campionate poiché è atterrata nel cratere Gale nel 2012. CheMin è in grado di identificare il carbonato se costituisce solo una piccola percentuale della roccia. Le nuove analisi operate da Bristow e 13 co-autori hanno calcolato la quantità massima di anidride carbonica che avrebbe potuto essere presente, coerentemente con quella carenza di carbonato. In acqua, l’anidride carbonica si combina con ioni positivi come magnesio e ferro ferroso per formare minerali di carbonato. Altri minerali nelle stesse rocce indicano che questi ioni sono stati prontamente disponibili. Gli altri minerali, come magnetite e minerali argillosi, forniscono anche la prova che le condizioni successive non sono mai diventate così acide da sciogliere i carbonati, come possono fare nelle acque sotterranee acide. Il dilemma è stato la costruzione negli anni. Evidenze sui fattori che influenzano le temperature di superficie - principalmente l'energia ricevuta dal sole e dal giovane blanketing fornito dall’atmosfera del pianeta - aggiungono fino a una mancata corrispondenza con prove diffuse per le reti fluviali e laghi sull’antica Marte. Indizi quali rapporti isotopici in atmosfera marziana di oggi indicano che il pianeta una volta ha tenuto un’atmosfera molto più densa di quanto non faccia ora. Eppure modelli teorici valutano l'antica lotta del clima marziano per produrre le condizioni che permetterebbero la presenza dell’acqua allo stato liquido sulla superficie di Marte
Tramonto marziano
per molti milioni di anni. Un modello di successo propone una spessa atmosfera di anidride carbonica, che contiene anche l'idrogeno molecolare. Come una tale atmosfera sarebbe stata generata e sostenuta, tuttavia, è tematica abbastanza controversa. Il nuovo studio appunta il puzzle di un particolare luogo e tempo, con un controllo in-the-ground per carbonati esattamente negli stessi sedimenti che tengono il record di un lago, risalente a circa un miliardo di anni dopo che il pianeta si era formato. Negli ultimi due decenni, i ricercatori hanno usato spettrometri sull’Orbiter Marziano per la ricerca di carbonato che avrebbe potuto provocare da un'epoca precoce di più abbondante anidride carbonica. Hanno trovato molto meno del previsto. “E 'stato un mistero, il motivo per cui non vi è stato molto carbonato visto dall'Orbiter", ha detto Bristow. "Si potrebbe uscire dal dilemma dicendo che i carbonati possono essere ancora lì, ma non possiamo vederli dall'Orbiter perché sono coperti da polvere o sepolti, o non stiamo cercando nel posto giusto. I risultati di Curiosity portano il paradosso di una messa a fuoco. Questa è la prima volta che abbiamo controllato per carbonati a terra in una roccia che sappiamo formata da sedimenti depositati sotto l'acqua ".La nuova analisi conclude che non più di poche decine di millibar di anidride carbonica avrebbe potuto essere presente quando esisteva il lago, o avrebbe prodotto abbastanza carbonato, si da permettere a CheMin di Curiosity, di rilevarla. Un millibar è un millesimo di pressione dell'aria a livello del mare sulla Terra. L'attuale atmosfera di Marte è inferiore a 10 millibar e con circa il 95 per cento di anidride carbonica."Quest’analisi si adatta con molti studi teorici che la superficie di Marte, anche molto tempo fa, non era abbastanza calda per l'acqua per essere liquido", ha detto Robert Haberle, uno scienziato di Mars-clima della NASA Ames e un co-autore della carta . "E 'davvero un enigma . “I ricercatori stanno valutando diverse idee su come conciliare il dilemma. “Alcuni pensano che forse il lago non fosse un corpo aperto di acqua allo stato liquido”. Curiosity è parte della continua ricerca su Marte della NASA e per la preparazione di una missione umana su Marte nel 2030. Per maggiori informazioni su Curiosity, visitate il sito:


http://www.nasa.gov/msl

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