A Mars-kutatás legizgalmasabb évei jönnek

A NASA hétfői bejelentése komoly kommunikációs hiba volt – pontosabban nem is maga a bejelentés, hanem az azt megelőző nyilatkozatsorozat, amely először történelmi jelentőségű felfedezést sejtetett, majd ellentmondó információkat közölt arról, hogy az eredmények szerves anyagról szólnak-e.

Bérczi Szaniszló, Eötvös Loránd Tudományegyetem Anyagfizikai Tanszékének munkatársa szerint a mostani felfedezés még nem olyan izgalmas, mert a NASA kutatói nem olyan molekulákat találtak, mint amire számítottak. Utaltak ugyan rá, hogy mérték a ¹³C/¹²C szénizotóp-arányt, amely az élettel kapcsolatos lehet, de pontos adatok erről még nem jöttek. A kutatók abban sem biztosak, hogy a talált molekulák minden összetevője marsi eredetű.

Egyetért ezzel Sik András Mars-kutató, az ELTE Természetföldrajzi Tanszékének munkatársa is, szerinte ahhoz a felhajtáshoz képest, amit az elmúlt héten a NASA az eredmények köré épített, mindenképpen kevesebbet jelentettek be. Amit találtak, az egy nagyon egyszerű széntartalmú vegyületcsoport: metilklorid és ennek a különböző változatai, például a kloroform. „Ezt szerkezetileg úgy lehet elképzelni, mint egy metánmolekulát, aminek képlete CH₄ – a szén négy szabad vegyértékéhez négy darab hidrogén kapcsolódik. Ha az egyiket kicserélem klórra, akkor kapok egy CH₃Cl képletű vegyületet, amiben ott van a szénatom, tehát ilyen alapon nevezhetjük szerves molekulának, de azért mégsem az a komplex szerves molekula, ami mondjuk a fehérjéket építi fel itt a földi életformákban” – magyarázza Sik.

Netán metán?

A Mars-kutatás eseményei jelenleg három szálon futnak, magyarázta Bérczi Szaniszló. Először is vannak a keringő egységek, amelyekre egyre érzékenyebb műszereket tettek fel. 1997 szeptemberében állt pályára a Mars Global Surveyor, ezt követte 2001-ben a NASA Mars Odyssey, 2003-ban az Európai Űrügynökség Mars Express nevű szondája, majd 2006-ban a Mars Reconnaissance Orbiter.

Legalább négy űrszonda vizsgálta különböző magasságból, különböző felbontásokban a felszínt. Ezek a keringő szondák fokozatosan keresték és meg is találták a filloszilikátokat, karbonátokat és a szulfátokat. Ezek azok az ásványok, amelyek a felszín mállásáról, a korai vizes korszakok folyamatairól tájékoztatnak. A régi vizes időszakokra utaló ásványok csak kis felületdarabokon, tehát egyre érzékenyebb területi felbontással ismerhetők föl. Volt egy gyenge jel a metánra is, de ezt már földi megfigyelésekből is sejtették a kutatók. Utóbbi anyag azért különösen érdekes, mert gázkiszivárgásként esetleg életjel is lehet.

A másik szál a leszállóegységeké: 1976-ban sikeresen landolt két Viking, 2004-ben a két MER (Mars Exploration Rover), az Opportunity és a Spirit. 2008-ban a Phoenix kimutatta a vizet, pontosabban az űrszonda lábán talált sós vízből álló cseppeket. Amíg a Viking már észlelte hajnalban a harmatot dér formájában, a Phoenix mérte a leszitáló finom jégfelhőcskét az északi, magasabb szélességen.

Jarozitot talált már az 1997-ben a Marson leszálló Pathfinder is. Ettől néhány száz kilométerre keletebbre szállt le 2003-ban az Opportunity, amely talált hematitot és jarozitot is, sőt a Spirit karbonátos kőzetet is talált – ezek az ásványok is mind vizes múltra utalnak, mert mállástermékek.

Ezt jelzi a kutatások harmadik szála is, ami a Földre jutó marsi meteoriteké. A legismertebb közülük az Antarktiszon talált ALH84001, amelynek mállott karbonátjában még nagymolekulákat (policiklusos aromás szénhidrogének, PAH), és sajátos ásványokat is találtak. Más marsi meteoritok (Nakhla, LaFayette, Governador Valadares) repedéseiben is találhatók mállott ásványok, amelyek kicsiben jelzik azt, hogy a víz és a légköri szén-dioxid együttes hatására a magmás ásványok átalakuláson mentek át.

„A továbblépés az lenne, ha olyan anyagokat fedeznének fel a Curiosity műszerei, most már sokkal finomabb felbontással, amilyeneket a keringőegységek is találtak” – mondja Bérczi. Hosszú keresés után filloszilikátokat – más néven vizesszilikátot, rétegszilikátot – és szulfátokat, (például keserűsót, gipszet), azután perklorátot is találtak már, ez utóbbit a Phoneixszel. „Ezekre rétegezve, ezeknek ismeretében megy az új keresés, és a végső cél az valamilyen formában az élet nyomának a megkeresése, ehhez kapcsolódóan karbonátok megtalálása lenne" – véli a kutató.

Meglepő eredmény

Bérczi szerint mivel ez egy első kísérlet volt, a NASA kutatói még nyugodtan mondhatják azt is, hogy valamilyen földi szennyeződés maradt a műszerben, ezért ezt az eredményt még annyira nem kell komolyan venni, majd akkor, ha lesz már 4-5 ilyen mérés. „Nem vagyok csalódott, annak örülök, hogy ezek a kísérletek szépen folynak. Csodálatos műszerek ezek, az ember annak örül, hogy ezek remekül működnek a felszínen. A legizgalmasabbakat akkor fogják bejelenteni, amikor már két-három mérés összehasonlítható lesz” – véli Bérczi. Sik András szerint szintén fontos eredmény, hogy kiderült, a Curiosity műszere egyáltalán ki tudja mutatni a széntartalmú vegyületeket.

Sik szerint is biztató az eredmény, mert rögtön az első törmelékelemzésnél már sikerült széntartalmú molekulákat találni: „azért volt ez a meglepődés, mert ebből a mintából – egy apró kis homokdűne felszíni, néhány centimétere – még erre sem számítottak. A felső néhány centiméterben semmilyen szerves vegyületre nem kellene számítani, mert az intenzív sugárzás és az agresszív PH minden szerves anyagot eloxidál”. Szuperoxidok, perklorát-szerű vegyületek vannak a Mars felszínén, ezért a jelenlegi tudományos konszenzus szerint, ha létezett is a Marson élet, annak nyomait nem a felső rétegekben várhatjuk .

A Curiosity a lapátjával nem képes ennél mélyebbre ásni, azonban a robotkaron két mintavevő műszer van. Egy törmeléklapát, amivel belemarkol a felszínbe néhány centiméterig, és egy kőzetfúró berendezés (ugyanúgy a robotkar végén), amivel a szilárd, már megkövesedett rétegekből, öt centiméter mélységből tud mintát venni. A Földön például egy mészkőrétegben ott lehetnek a szerves maradványok, de ezekhez már általában fúrni kell. A Curiosity a következő hónapokban olyan rétegek felé közeledik, amelyek a jelenlegi ismereteink szerint sokkal keményebb, szulfátos agyagrétegek, így ott már előveszi majd a fúrót.

Egy szikla, kőzet esetén ez az agresszív környezet nem tudja olyan hatékonyan pusztítani a szerves anyagot. Sik szerint ha egy olyan karbonátos réteget képzelünk el itt a Földön, amibe régen a tenger fenekén belehullottak a meszes vázú élőlények maradványai, azok akár egy-két centiméterre mélyre lefúrva is kivehetők egy mintában – ilyen elv szerint keresnek majd a Marson is.

¹³C/¹²C szénizotóparány

A sajtótájékoztatón bemutatott eredmények között szerepelt az is, hogy a Curiosity karbonátot talált valamilyen formában, illetve klórvegyületeket. A perklorátok azért érdekesek, mert erősen csökkentik az olvadáspontot, és így növelik az esélyét annak, hogy felszín közeli víz is előfordul majd.

Az életnyomok keresése szempontjából a ¹³C/¹²C szénizotóparány játszik majd fontos szerepet. Az élő anyagba könnyebben épül be a ¹²C izotóp, ezért a maradékban a ¹³C feldúsul. Az élethez kapcsolódó molekulaegyüttesben viszont a ¹²C lesz többségben. Mivel a Mars-járó a szénizotóparány mérésére alkalmas, ez a mérés fontos lesz az élethez kapcsolódó folyamatok feltárásához és a legizgalmasabb mérések ezen a téren várhatók.

Időjárás, sugárzás, vizek

Ezek mellett a Curiosity méri a felszíni környezetnek nagyon sok paraméterét. Folyamatosan küldi haza a meteorológiai adatokat, és ami lakhatósági szempontból ennél fontosabb, hogy méri a sugárzás intenzitását: azt, hogyan változik egy marsi napon belül, illetve hogyan változik évszakosan. Az eddigi eredmény alapján egy esetleges emberes Mars-küldetés marsi részét túlélné a legénység.

A rover méri a légköri gázok izotóparányait is, és az is egy fontos eredmény, hogy most sikerült felszíni mintából megmérni a deutérium–hidrogén-arányt. A deutérium a hidrogén nehézizotóp-változata, jelen van a földi légkörben. A Föld óceánjaiban van egy stabil deutérium–hidrogén-arány. „A mérés után NASA kutatói azt tapasztalták, hogy a Marson a deutérium mennyisége arányaiban nagyobb, mint aminek lennie kéne. Ebből arra következnetek, hogy a légkör, amelyben a hidrogén egy része jelen volt, elszökhetett” – magyarázza a NASA sejtését Sik. Ha arányaiban megnő a deutérium mennyisége, az azt is jelenti, hogy elveszett a hidrogénkészletből. Eddig is gyanították, hogy a múltban légkörvesztés volt a Marson és ezt már felszíni mérésekkel is tudjuk bizonyítani.

A korábbi roverek eredményei alapján a morfológiából is lehetett már vizes hatásokra, mozgásokra, szállításokra következtetni, sőt már a Curiosity is talált ilyen jeleket, például lekerekített kavicsokat. Bizonyítékokat gyűjt arra nézve is, hogy a leszállóhelyen, a Gale-kráterben a múltban valóban nedves környezet volt jellemző, tehát egy tó vize hullámzott. Felvételt készített arról, hogy a kráter falán lefelé egy folyómeder nyomai láthatók. A mostani kémiai mérések segítenek majd feltárni a mállási folyamatok részleteit is.

Ahogy a Curiosity halad előre, úgy egyre több  mérésre nyílik majd lehetőség. „Megy a sötét dűnékhez is, ott is várunk egy kis vizet. Izzítással a jelenlegi helyen is talált már egy kis vizet, de ez magasabb hőmérsékleten szabadult fel, ami arra utal, hogy ásványban kötött víz volt, és nem a talajba fagyott víz, ami a szemcsefelületeken fordulhat elő” – mondja a kutató. A talaj mélyebb rétegeiben ugyanis szemcsefelületi, idegen szóval interfaciális vízmolekula rétegsor (több molekuláris rétegnyi víz) is körülveheti ezeket az ásványszemcséket.

„Haladunk abba az irányba, hogy a megfelelő helyeken, azokban a rétegekben, amelyek szulfáttartalmúnak tűnnek a keringőegységek felvételein, esetleg tényleg megtaláljuk a bonyolultabb szerves molekulákat. Én arra számítok, hogy egy-két havonta azért lesz egy hasonló bejelentés, ami a Mars-kutatására irányítja a figyelmet” – véli Sik.

Ezekre az eredményekre azonban még mindkét magyar kutató szerint várnunk kell. Amíg a Mars-járó a keményebb kőzeteket tartalmazó, a körülbelül hat kilométerre lévő  Mount Sharpig, hivatalos nevén Aeolis-hegyig elgurul, addig sok hónap, vagy esetleg egy év is eltelhet itt a Földön.