Penjelajah Curiosity milik NASA, yang saat ini menjelajahi kawah Gale di Mars, memberikan rincian baru tentang bagaimana iklim Mars kuno berubah dari berpotensi cocok untuk kehidupan – dengan bukti tersebar luasnya air cair di permukaan – menjadi permukaan yang tidak ramah bagi kehidupan terestrial seperti yang kita ketahui. dia.
Meskipun permukaan Mars saat ini sangat dingin dan tidak bersahabat dengan kehidupan, robot penjelajah NASA di Mars sedang mencari petunjuk apakah permukaan Mars dapat mendukung kehidupan di masa lalu. Para peneliti menggunakan instrumen di Curiosity untuk mengukur komposisi isotop mineral kaya karbon (karbonat) yang ditemukan di kawah Gale dan menemukan wawasan baru tentang bagaimana iklim kuno di Planet Merah berubah.
“Nilai isotop karbonat ini menunjukkan jumlah penguapan yang ekstrim, menunjukkan bahwa karbonat ini kemungkinan besar terbentuk di iklim yang hanya dapat mendukung air dalam bentuk cair,” kata David Burtt dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, dan penulis utama buku tersebut. sebuah makalah yang menjelaskan penelitian ini diterbitkan 7 Oktober di Proceedings of the National Academy of Sciences. “Sampel kami tidak konsisten dengan lingkungan kuno dengan kehidupan (biosfer) di permukaan Mars, meskipun hal ini tidak menutup kemungkinan adanya biosfer bawah tanah atau biosfer permukaan yang dimulai dan berakhir sebelum karbonat ini terbentuk.”
Isotop adalah versi suatu unsur dengan massa berbeda. Ketika air menguap, karbon dan oksigen versi ringan lebih mungkin lepas ke atmosfer, sedangkan versi berat lebih sering tertinggal, terakumulasi dalam jumlah yang lebih banyak dan, dalam hal ini, akhirnya menyatu ke dalam batuan karbonat. Para ilmuwan tertarik pada karbonat karena terbukti mampu bertindak sebagai pencatat iklim. Mineral-mineral ini dapat mempertahankan ciri-ciri lingkungan tempat mereka terbentuk, termasuk suhu dan keasaman air, serta komposisi air dan atmosfer.
Makalah ini mengusulkan dua mekanisme pembentukan karbonat yang ditemukan di Gale. Dalam skenario pertama, karbonat terbentuk melalui serangkaian siklus basah-kering di dalam kawah Gale. Yang kedua, karbonat terbentuk di air yang sangat asin dalam kondisi dingin, pembentukan es (kriogenik) di kawah Gale.
“Mekanisme pembentukan ini mewakili dua rezim iklim berbeda yang mungkin menghadirkan skenario kelayakan huni yang berbeda,” kata Jennifer Stern dari NASA Goddard, salah satu penulis makalah tersebut. “Siklus basah-kering akan menunjukkan pergantian antara lingkungan yang lebih layak huni dan kurang layak huni, sementara suhu kriogenik di pertengahan garis lintang Mars akan menunjukkan lingkungan yang kurang layak huni di mana sebagian besar air terkurung dalam es dan tidak tersedia untuk keperluan kimia atau biologi. , dan apa yang ada di sana sangat asin dan tidak menyenangkan bagi kehidupan.”
Skenario iklim Mars kuno ini telah diusulkan sebelumnya, berdasarkan keberadaan mineral tertentu, pemodelan skala global, dan identifikasi formasi batuan. Hasil ini adalah yang pertama menambahkan bukti isotop dari sampel batuan untuk mendukung skenario tersebut.
Nilai isotop berat dalam karbonat Mars secara signifikan lebih tinggi daripada yang terlihat di Bumi untuk mineral karbonat dan merupakan nilai isotop karbon dan oksigen terberat yang tercatat untuk semua material Mars. Faktanya, menurut tim, baik iklim basah-kering maupun iklim dingin-asin diperlukan untuk membentuk karbonat yang kaya akan karbon dan oksigen berat.
“Fakta bahwa nilai isotop karbon dan oksigen ini lebih tinggi daripada apa pun yang diukur di Bumi atau Mars menunjukkan suatu proses (atau proses) yang dilakukan secara ekstrem,” kata Burtt. “Meskipun penguapan dapat menyebabkan perubahan isotop oksigen yang signifikan di Bumi, perubahan yang diukur dalam penelitian ini dua hingga tiga kali lebih besar. Hal ini berarti dua hal: 1) terdapat tingkat penguapan yang ekstrim yang menyebabkan nilai isotop ini menjadi sangat berat, dan 2) nilai yang lebih berat ini dipertahankan sehingga setiap proses yang akan menghasilkan nilai isotop yang lebih ringan pasti memiliki besaran yang jauh lebih kecil.”
Penemuan ini dilakukan menggunakan instrumen Sample Analysis at Mars (SAM) dan Tunable Laser Spectrometer (TLS) yang dipasang di atas kapal penjelajah Curiosity. SAM memanaskan sampel hingga hampir 1.652 derajat Fahrenheit (hampir 900°C) dan kemudian TLS digunakan untuk menganalisis gas yang dihasilkan selama fase pemanasan tersebut.