في فوهة جيزيرو على المريخ، تمتد منطقة جيولوجية تُعرف باسم “وحدة الهامش” على طول شاطئ بحيرة ملأت المنطقة منذ مليارات السنين. عندما مثابرة وصلت المركبة الفضائية إلى هناك في سبتمبر 2023، وتوقع علماء المهمة العثور على صخور رسوبية تشكلت من رواسب رملية، وهي جيدة في الحفاظ على الحياة الميكروبية الماضية. وبدلاً من ذلك، فوجئوا بالعثور على صخور نارية غنية بالأوليفين، والتي تتشكل عادةً من الصهارة تحت الأرض أو من خلال النشاط البركاني على السطح.

تعتبر هذه الرواسب الصخرية أيضًا أدوات حفظ سجلات ممتازة، حيث تحافظ على التفاصيل حول لحظة تكوينها الدقيقة من خلال بلوراتها المعدنية. المعادن مثابرة تم اكتشافه باستخدام SuperCam، الذي يحدد معادن السمات الجيولوجية بناءً على الضوء المنعكس، وحافظ على سجل معقد للغاية للنشاط المائي في المنطقة عندما كان المريخ شابًا. وعلى وجه التحديد، كشفوا عن كيفية تفاعل الصخور مع الماء في ثلاث مناسبات منفصلة، ​​كل منها يغير كيميائيتها ومظهرها.

وتم نشر النتائج في المجلة اتصالات الأرض والبيئة. وكما أشاروا، قامت شركة Perseverance بتحليل أكثر من 185 هدفًا أساسيًا عبر وحدة الهامش باستخدام أداة SuperCam الخاصة بها. على ارتفاعات عالية تبلغ حوالي 2350 مترًا (~7700 قدمًا)، كان للصخور نسيج وكيمياء الصخور الغنية بالأوليفين بطيئة التبريد دون تعرض كبير للمياه. ومع ذلك، على ارتفاع حوالي 265 مترًا (870 قدمًا)، حيث توجد البحيرة القديمة المفترضة، كانت هناك علامات تشير إلى تاريخ معقد من التفاعل بين الصخور والمياه.

رسم تخطيطي لفوهة جيزيرو، يُظهر المكان الذي اجتازته المركبة الجوالة بيرسيفيرانس للبحث عن البصمات الحيوية القديمة. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/جامعة أريزونا/JR/VRVis

كان هذا على وجه الخصوص بالقرب من معالم مثل نيريتفا فاليس والمروحة الغربية، وهي قناة النهر الجافة التي كانت تحمل المياه في السابق إلى فوهة جيزيرو والجزء الغربي من الرواسب الرسوبية الضخمة الموجودة بداخلها (على التوالي). في مناطق قاع البحيرات هذه، أظهرت الصخور علامات إعادة صياغة فيزيائية، مع كسر حبيبات الزبرجد الزيتوني ووجود السيليكا بينها. وكما أوضح كانديس بيدفورد، عالم الأبحاث في جامعة بوردو والمؤلف الرئيسي للدراسة، في بيان صحفي لوكالة ناسا:

قبل وصولنا إلى وحدة الهامش، كانت الفرضية الرئيسية – المستمدة من الملاحظات المدارية – هي أن الكربونات التي شوهدت من المدار تشكلت من التفاعل مع البحيرة الموجودة في جيزيرو كريتر. لكننا نعلم الآن أن هذا الموقع أصبح نوعًا من مفترق الطرق للأنظمة المائية. تعتبر نتائج وحدة الهامش مهمة لأن Jezero Crater تقع داخل واحدة من أكبر مناطق التعرض للكربونات على سطح المريخ، لذا فإن ما نتعلمه هنا يصل إلى ما هو أبعد من هذه الحفرة.

عندما يتفاعل الماء مع المعادن الغنية بالأوليفين على الأرض، يمكن أن يؤدي التفاعل إلى إطلاق الهيدروجين الذي تتغذى عليه بعض الميكروبات. ويترك التفاعل وراءه الكربونات والسيليكا، وهما معدنان معروفان بحفظ الأدلة على وجود الميكروبات. ونتيجة لذلك، تعد معادن الكربونات والسيليكا مهمة في البحث عن البصمات الحيوية. ومن هذا المنطلق، حدد الفريق ثلاث فترات تغيير رئيسية، موضحًا بالتفصيل تسلسلها، ولكن ليس عمرها.

في الحالة الأولى، تدور المياه الجوفية المحايدة والغنية بثاني أكسيد الكربون عبر القاعدة الصخرية، وتتفاعل مع الزبرجد الزيتوني لإنتاج نتوءات من الكربونات التي تمر عبر الشقوق على ارتفاعات منخفضة. ومع تآكل الصخور الناعمة المحيطة بها، تُركت هذه الصخور الكربونية مكشوفة. وفي المرة الثانية، تعرضت الوحدة إما للبحيرة القديمة أو للتغيرات في المياه الجوفية، والتي تركت بصماتها أيضًا.

وقالت المؤلفة المشاركة إليني رافانيس، عالمة الكواكب في جامعة هاواي في مانوا: “تحتوي بعض صخور وحدة الهامش أيضًا على السيليكا”. “إن تحويل الزبرجد الزيتوني إلى كربونات يمكن أن يترك السيليكا خلفه، ونحن نرى المزيد من هذا السيليكا في الصخور التي تقع تحت خط المياه.”

جيزيرو كريتر على المريخ. ويعتقد العلماء أن الرواسب الموجودة في الحفرة قد يصل عمقها إلى كيلومتر واحد. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/جامعة ولاية أريزونا

في المرحلة النهائية، تدفقت المياه الدافئة من خلال الكسور الأحدث، مما أدى إلى تكوين عروق معدنية حاملة للفلوريت وكبريتات الكالسيوم يبلغ سمكها حوالي 25 سم (10 بوصات) في الجزء الشرقي من الوحدة. وكانت هذه النتيجة مهمة لأن الفلوريت يتشكل عادة عندما يدور الماء الساخن عبر الصخور البركانية، مما يشير إلى أن المنطقة شهدت نشاطًا حراريًا مائيًا. إن تسلسل الأحداث هذا، مدفوعًا بنشاط المياه الجوفية والتعرض للبحيرة، يعزز النظريات القائلة بأن فوهة جيزيرو ربما كانت تدعم الحياة في السابق. سعيد بيدفورد:

إذا كان هناك شيء واحد تعلمته بعد 10 سنوات من العمل مع مركبات المريخ، فهو أن المريخ يفاجئك باستمرار. ومن النادر جدًا أن تكون الأمور كما نتوقعها من البيانات المدارية. آمل أن يساعد هذا العمل في إعادة تشكيل كيفية رؤية العلماء لتاريخ المياه في جيزيرو كريتر وعبر المريخ. في النهاية، آمل أن يساعد ذلك علماء الكواكب في إعادة بناء المناخ المتغير وقابلية العيش في المريخ المبكر.

مزيد من القراءة: ناسا