Kredit gambar: ESA
Majalah Astrobiology (AM): Kumpulan gambar pertama dari Meridiani Planum, menunjukkan lapisan dasar yang halus, membuat para ilmuwan cukup bersemangat. Apa kesan awal Anda?
Andrew Knoll (AK): Kami sudah dikenal selama beberapa tahun, dari data orbital, bahwa ada batuan berlapis di Mars, tetapi Peluang memberi kami kesempatan pertama kami untuk benar-benar pergi dan bekerja secara langsung pada beberapa batuan ini dalam singkapan. Untuk ahli geologi, Anda tidak bisa terlalu menekankan pentingnya itu.
Fakta bahwa mereka semacam tabular menunjukkan bahwa mereka adalah endapan atau endapan gunung berapi yang cukup tipis. Dan prospek memiliki batuan sedimen in situ di Mars yang dapat kita naiki dan interogasi adalah tentang skenario kasus terbaik, sejauh yang saya ketahui.
SAYA: Bagaimana jika mereka berubah menjadi endapan abu vulkanik? Apakah itu akan membuat skenario yang kurang menarik?
AK: Tidak semuanya. Saya pikir salah satu pertanyaan besar adalah, Apa saja proses dominan yang memunculkan batu berlapis di Mars? Tidak ada alasan untuk meyakini bahwa setiap batu berlapis di Mars terbentuk dengan cara yang sama dengan yang diletakkan di depan Peluang. Tetapi untuk mengetahui bahkan bagaimana salah satu dari batu-batu berlapis itu terbentuk akan menjadi langkah ke arah yang benar.
Kita juga akan segera mengetahui apakah sinyal hematit di Meridiani yang terdeteksi dari orbit tetap ada di batuan tersebut. Ingat alasan kami berada di Meridiani Planum adalah karena sinyal kuat ini untuk bentuk oksida besi tertentu yang disebut hematit. Sangat sulit untuk berpikir tentang membuat hematit tanpa interaksi air cair dengan batu. Jadi meskipun itu adalah batuan vulkanik, itu akan membantu membatasi pemikiran kita tentang salah satu anomali kimia paling menarik di planet ini.
SAYA: Ada sungai di Spanyol, Rio Tinto, tempat Anda menghabiskan waktu melakukan penelitian. Anda telah menyarankan bahwa cara mineral besi di Rio Tinto telah terdegradasi dan berubah seiring waktu dapat memberi petunjuk tentang bagaimana hematit di Meridiani terbentuk. Bisakah Anda menjelaskan hubungannya?
AK: Izinkan aku memulai dari awal. Jenis-jenis pemikiran yang kami bawa ke interpretasi besi di Mars akan diinformasikan oleh pengalaman kami dengan besi teroksidasi di permukaan bumi. Ada beberapa cara terbentuknya deposit besi di planet kita. Mungkin tidak ada dari mereka yang akan menjadi analog yang tepat untuk apa yang terjadi di Mars. Tetapi masing-masing dari mereka mungkin memberikan informasi yang akan membantu kita berpikir tentang Mars.
Sekarang, Rio Tinto adalah tempat yang sangat menarik. Itu di Spanyol barat daya, sekitar satu jam di barat Seville, mungkin satu jam lagi di timur perbatasan Portugis. Rio Tinto sebenarnya menarik sejarah bagi orang-orang di Amerika sejak Columbus berlayar pada 1492 dari pelabuhan di mulut Rio Tinto. Tapi itu juga menarik bagi ahli geologi pertambangan karena telah menjadi tambang setidaknya sejak zaman Romawi.
Yang ditambang di sana adalah bijih besi. Sekitar 400 juta tahun yang lalu, proses hidrotermal membentuk endapan bijih besi ini. Sebagian besar besi dalam bentuk besi sulfida, atau emas bodoh. Bijihnya sangat kaya. Ketika air hujan meresap turun melalui endapan-endapan ini, air mengoksidasi pirit dan dua hal terjadi. Satu, itu membentuk asam sulfat. Jadi air di sungai memiliki pH sekitar 1; sangat asam. Dan, dua, setrika teroksidasi. Jadi airnya berwarna seperti batu delima, karena besi ini dibawa-bawa.
Apa yang menarik adalah bahwa jika Anda melihat endapan yang terbentuk dari Rio Tinto hari ini, sebagian besar besi keluar sebagai mineral besi sulfat, yaitu kombinasi besi, sulfur dan oksigen; dan sedikit keluar sebagai mineral yang disebut goethite, yang merupakan zat besi yang dicampur dengan oksigen dan sedikit hidrogen. Goethite pada dasarnya berkarat.
Bukan itu yang Anda lihat di Meridiani di Mars. Tetapi yang menarik dari deposit Rio Tinto adalah bahwa proses ini telah berlangsung setidaknya 2 juta tahun. Dan ada serangkaian teras yang memberi kita perasaan tentang apa yang terjadi pada endapan ini dari waktu ke waktu.
Apa yang kami temukan adalah bahwa setelah hanya beberapa ribu tahun, semua mineral sulfat telah hilang dan semua zat besi ada dalam bahan yang disebut goethite ini. Tetapi ketika Anda pergi ke teras yang lebih tua dan lebih tua, pada saat Anda mencapai teras yang berusia 2 juta tahun, banyak dari goethite itu telah digantikan oleh hematit, mineral di Mars. Dan itu adalah hematit berbutir kasar, yang juga kita lihat di Mars.
Jadi hal pertama yang kita pelajari di Rio Tinto adalah kita tidak perlu hanya memikirkan proses yang menyimpan hematit kasar dari awal. Itu dapat terbentuk selama apa yang oleh para geolog disebut diagenesis. Yaitu, ia dapat terbentuk melalui proses yang memengaruhi batuan melalui waktu, dan sebenarnya dapat melakukannya pada suhu rendah dan tanpa terkubur dalam dan mengalami tekanan tinggi. Jadi dalam hal itu, Rio Tinto menunjukkan kepada kita cara lain di mana hematit di Meridiani bisa sampai di sana. Ini memperluas opsi yang kami pertimbangkan.
SAYA: Ketika ahli geologi mengatakan hal-hal seperti "suhu rendah," mereka sering berarti sesuatu yang berbeda dari yang kita lakukan.
AK: Ketika saya mengatakan "suhu rendah," saya berbicara tentang suhu yang Anda dan saya alami setiap hari, suhu kamar. Saya kira sebagian besar daratan Rio Tinto adalah antara 20 dan 30 derajat Celcius, mungkin 70 hingga 80 derajat Farenheit.
SAYA: Apakah tekstur batu berubah seiring waktu ketika mineral melewati proses diagenesis?
AK: Ya, benar. Meskipun yang menarik adalah bahwa meskipun tekstur pada tingkat apa yang dapat dilihat oleh pencitraan mikroskopis benar-benar berubah melalui sejarah diagenesis, fitur skala deposisi yang lebih besar yang akan Anda lihat dengan melihat dengan seksama pada singkapan dengan Pancam tampaknya gigih. Jadi, meskipun batu itu mengalami perubahan-perubahan ini, ia tetap memiliki tanda-tanda sedimen pembentukannya, yang mengasyikkan. Itu penting.
AB: Anda mengatakan bahwa di Rio Tinto Anda dapat melihat irisan 2 juta tahun yang menunjukkan kepada Anda proses diagenetik dari waktu ke waktu. Tetapi singkapan yang dilihat oleh Peluang di Meridiani bisa berusia 2 miliar tahun. Apakah mereka masih menyimpan informasi yang berguna setelah selama itu?
AK: Berikut ini kabar baik tentang geologi: Untuk batuan sedimen, khususnya, sebagian besar perubahan yang dialami batuan mengalaminya sangat awal dalam sejarahnya. Kecuali sebuah batu mengalami metamorfisme, terkubur dan mengalami tekanan dan temperatur tinggi, dalam waktu paling tidak beberapa juta tahun pembentukannya, batu itu akan stabil menjadi bentuk yang akan dipertahankan tanpa batas waktu.
Saya bekerja, di pekerjaan saya sehari-hari, di bebatuan prekambrian di planet ini. Dan saya dapat menjamin Anda bahwa ketika saya melihat batuan sedimen yang berumur satu miliar tahun, sebagian besar perubahan yang dialami batu itu terjadi dalam 200 ribu tahun pertama kehidupannya. Dan kemudian stabil, dan hanya menunggu seorang ahli geologi.
SAYA: Dan kita tidak punya alasan untuk percaya bahwa fisika berperilaku berbeda di Mars?
AK: Itulah yang kami lakukan untuk kami. Saya sudah mengatakan ini sebelumnya dalam hal astrobiologi: Ketika Anda mencari kehidupan di luar planet kita, Anda tidak memiliki jaminan bahwa biologi di tempat lain akan sama seperti di sini. Tetapi Anda memiliki jaminan yang cukup baik bahwa fisika dan kimia akan sama.
SAYA: Bagian dari apa yang membuat Meridiani menarik adalah tidak berbeda dengan tempat lain di Mars. Bahkan jika Anda bisa mengetahui sejarah Meridiani, sejauh mana Anda bisa menggeneralisasikan pengetahuan itu ke Mars secara keseluruhan?
AK: Saya pikir itu pasti akan membatasi cara kita berpikir tentang Mars sebagai keseluruhan planet. Mungkin, dalam hal keseluruhan tanda tangan kimia dan batuan Mars, bahwa Gusev akan berubah menjadi permukaan Mars masalah-standar yang lebih baik. Artinya, sebagian besar Mars - pada kenyataannya, hampir semua Mars - muncul dengan basal, dan kemudian ditutupi dengan debu halus. Dan itulah yang kami lihat di Gusev.
Sekarang, ternyata jika Anda menghilangkan sinyal hematit dari tanda tangan material permukaan di Meridiani yang kami peroleh dari orbit, itu juga terutama basal. Jadi itu bukan bagian yang sepenuhnya aneh dari planet ini. Tampaknya menjadi bagian yang representatif dari planet ini di jantung, dengan sinyal hematit unik ini diletakkan di atasnya.
Salah satu fitur dari endapan besi Meridiani adalah bahwa, meskipun bersifat lokal sehubungan dengan seluruh planet, ini tersebar secara geografis di mana Anda memiliki ribuan kilometer persegi yang memberikan tanda tangan ini.
Banyak orang berpikir bahwa proses hidrotermal dan proses air tanah hanya akan memberikan sinyal besi lokal yang kecil, tetapi pada kenyataannya, lapisan yang kaya hematit di deposit Rio Tinto, mencapai beberapa ribu kilometer persegi. Karena air tanah ini tersebar di lapisan di area yang luas.
Jadi endapan besi Rio Tinto melakukan beberapa hal yang harus kita ingat di Meridiani. Mereka menggabungkan hidrotermal kuno dan proses suhu rendah yang lebih muda; mereka membutuhkan air; mereka dapat membentuk lapisan; dan mereka bisa tersebar luas.
Mereka bukan satu-satunya rangkaian proses yang dapat melakukannya, dengan cara apa pun. Saya tidak terlalu berprasangka mendukung Rio Tinto sebagai analog yang lebih baik untuk Meridiani daripada yang lainnya. Saya hanya berpikir bahwa ketika kita memasuki eksplorasi ini, kita perlu setidaknya menyimpan dalam file memori kita sebanyak mungkin produk dan proses yang berbeda yang berurusan dengan besi.
Semua pengaturan berbeda untuk pengendapan besi dan proses pengendapan besi yang kita lihat di planet ini membawa sinyal kimia dan tekstur yang dapat dideteksi Peluang pada Meridiani. Kita dapat menggunakan perbandingan-perbandingan itu untuk membantu kita mengetahui bagaimana hematit Meridiani terbentuk.
SAYA: Salah satu aspek menarik dari Rio Tinto sebagai situs penelitian adalah bahwa meskipun air di sungai sangat asam, ada bakteri yang hidup di dalamnya. Ketika Anda melihat deposit hematit kuno di wilayah itu, apakah Anda melihat bakteri fosil?
AK: Ya, benar. Faktanya, salah satu hal yang membuat saya tertarik untuk bekerja dengan rekan-rekan Spanyol saya bukanlah lingkungan yang aneh saat ini. Meskipun agak menyenangkan untuk tertarik pada kehidupan di pinggiran lingkungan saat ini, sebagian besar kehidupan - dan banyak hal yang dapat Anda pelajari tentang biologi hari ini - berasal dari organisme biasa yang hidup dalam keadaan biasa. Di situlah 99 persen keanekaragaman kehidupan berada.
Di sisi lain, ada pertanyaan besar yang dapat ditanyakan di Rio Tinto. Kita bisa melihat proses pembentukan deposit besi Rio Tinto yang terjadi hari ini; kita bisa melihat proses kimianya; kita dapat melihat apa itu biologi di lingkungan. Tetapi pertanyaan sebenarnya yang ingin diingat ketika berpikir tentang Meridiani adalah: Apa, jika ada, tanda tangan biologi yang benar-benar bisa dilestarikan dalam batuan yang stabil secara diagenetika?
Pertama adalah itu. Jika Anda cukup beruntung untuk memiliki akses ke mikroskop - ini mungkin akan pada resolusi di luar apa yang Anda harapkan dari pencitraan mikroskopis - Anda bisa melihat filamen mikroba individu yang telah dipelihara dengan indah. Jadi itu kabar baik pertama adalah bahwa zat besi yang distabilkan secara diagenetika dapat mempertahankan jejak biologi mikroskopis.
Berita yang lebih baik adalah bahwa ada dua fitur biologi yang bisa dipertahankan dalam tekstur bola mata tingkat yang lebih di batuan ini.
Salah satunya adalah Anda kadang-kadang mendapatkan gelembung kecil yang terbentuk karena emanasi gas dari metabolisme. Dan beberapa dari mereka benar-benar akan atap dengan mineral besi dan dapat dipertahankan melalui diagenesis. Dan itu cukup benar melalui sebagian besar batuan sedimen yang kami temukan di kolom geologi. Anda bisa mendapatkan ruang gas yang terawetkan dan ruang gas itu selalu terkait dengan produksi gas secara biologis.
SAYA: Bagaimana selalu?
AK: Dalam pengalaman kami di Bumi, ini cukup banyak 100 persen. Yang ingin Anda tanyakan adalah: Proses apa selain dari biologi yang mungkin menimbulkan gas dalam sedimen di planet? Itu sesuatu yang dapat Anda lakukan percobaan. Saya tidak tahu bahwa ada orang yang mau melakukannya di planet ini. Karena, terus terang, biologi begitu meresap sehingga itulah permainan utama di kota. Tetapi orang bisa melakukan eksperimen.
Hal lain, yang saya rasakan lebih kuat tentangnya, adalah berkali-kali, di mana ada populasi mikroba, mereka membentuk kelompok-kelompok filamen yang indah yang hanya mengikat di permukaan. Mereka hampir terlihat seperti surai kuda. Sekarang hal yang hebat adalah bahwa, ketika mineral disimpan di lingkungan ini, mereka sebenarnya nukleasi pada untaian filamen ini, dan Anda mendapatkan tekstur sedimen yang indah, sekali lagi, terlihat seperti surai kuda.
Anda dapat melihatnya di Yellowstone Park, dalam string yang bersifat silika dan endapan karbonat. Jika Anda pergi ke tempat-tempat seperti Mammoth Springs, Anda dapat melihatnya terjadi hari ini. Dan jika Anda mendaki ke pedalaman, Anda dapat melihat contoh-contoh kuno tentang hal itu, tanda tangan indah yang tersimpan di batu.
Di Rio Tinto, Anda dapat melihat deposit besi pada filamen ini; dan di teras berusia 2 juta tahun, Anda dapat melihat tekstur besi berserat ini. Dan di sana, sekali lagi, saya tahu tidak ada proses selain biologi yang dapat membentuk itu. Jadi itu benar-benar sesuatu yang harus Anda perhatikan setiap kali Anda melihat batu yang terendap di Mars.
SAYA: Dan Anda bisa melihat ini dengan Pancam?
AK: Jika Anda membawa Pancam ke Rio Tinto atau Taman Yellowstone, mereka akan melompat ke arah Anda. Benar.
SAYA: Jika ternyata batuan dasar di lokasi pendaratan Opportunity terdiri dari endapan sedimen, apakah itu berarti bahwa ketika sedimen itu diletakkan, harus ada air cair di sekitarnya?
AK: Sangat mungkin.
SAYA: Jadi jika mereka adalah sedimen, dan Pancam melihat semacam tekstur yang di Bumi merupakan indikasi biologi, akankah itu berarti Peluang hampir menemukan bukti kehidupan di Mars?
AK: Itu adalah seandainya besar, tetapi itu akan menjadi hari yang besar.
Mari kita kembali sejenak, karena sedikit filosofi tentang bagaimana Anda sebenarnya mencari hal-hal ini. Beberapa tahun yang lalu, NASA memulai kampanye pendanaan untuk dasarnya mencoba dan mengantisipasi segala jenis tanda tangan biologis sugestif yang dapat ditemukan dalam segala jenis eksplorasi planet lain sehingga kita tidak akan terlihat menggaruk-garuk kepala kita.
Tetapi faktanya adalah Anda tidak dapat mengantisipasi apa pun yang mungkin Anda lihat. Jadi yang saya pikir adalah skenario yang lebih realistis adalah Anda melakukan eksplorasi, dan jika, selama eksplorasi itu, Anda menemukan sinyal yang (a) tidak mudah diperhitungkan oleh fisika dan kimia atau (b) mengingatkan pada sinyal yang terkait erat dengan biologi di Bumi, maka Anda menjadi bersemangat.
Apa yang akan terjadi kalau begitu, saya jamin, adalah bahwa 100 ilmuwan giat akan masuk ke lab dan melihat bagaimana, jika sama sekali, mereka dapat mensimulasikan apa yang Anda lihat - tanpa menggunakan biologi. Dan saya pikir itu hal yang benar untuk dilakukan. Untuk hal-hal di mana taruhannya sangat tinggi, saya pikir orang ingin berhati-hati dan sadar tentang hal ini seperti yang Anda bisa. Dan tentu saja itu berarti mengetahui lebih banyak tentang kapasitas generatif dari proses fisik dan kimia untuk menanamkan tanda tangan kimia dan tekstur pada batu daripada yang kita ketahui saat ini.
Tanpa astrobiologi, tidak ada yang akan membuang waktu mereka melakukan hal-hal ini karena, di Bumi, kita tahu bahwa telah ada biologi untuk sebagian besar sejarah planet ini. Biologi ada di mana-mana. Biologi unggul dalam sinyal yang diberikannya pada batuan sedimen. Jadi siapa yang akan menghabiskan waktu lima tahun sebagai ilmuwan muda yang berusaha menghasilkan sinyal dengan cara abiologis yang terkait erat dengan biologi? Namun, Anda beralih ke Mars dan ada banyak alasan untuk melakukan hal semacam itu.
SAYA: Jika salah satu penjelajah MER menemukan batu yang tampaknya berisi bukti biologi Mars, akankah NASA ingin kembali ke tempat itu dan membawanya pulang?
AK: Anda bertaruh. Bergantung pada apa yang kami temukan di Meridiani - bukan untuk mengurangi apa yang kami temukan - itu dapat menjadikannya situs yang sangat prioritas tinggi bagi NASA untuk kembali dengan peralatan yang lebih canggih dan menjadi situs prioritas utama untuk pengembalian sampel; atau kita dapat menghapusnya.
Itulah seluruh alasan untuk jenis pekerjaan tambahan ini. Saya sebenarnya menyukai seluruh arsitektur rencana NASA untuk melangkah selangkah demi selangkah, melakukan setiap langkah dengan hati-hati, dan pada langkah kedua membangun apa yang Anda pelajari di langkah pertama. Masuk akal.
SAYA: Saya menyadari bahwa saya meminta Anda untuk berspekulasi, di sini, tetapi menurut Anda, seberapa besar kemungkinan Mars pernah menjadi dunia yang hidup?
AK: Saya benar-benar tidak tahu. Tapi semua yang kami pelajari dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan kepada saya bahwa air mungkin bersifat episodik daripada bertahan di Mars. Dan itu menurunkan kemungkinan untuk biologi.
Jika air ada di permukaan Mars selama 100 tahun setiap 10 juta tahun, itu tidak terlalu menarik untuk biologi. Jika ada selama 10 juta tahun, itu sangat menarik.
Tentunya bukan mengingat bahwa kita akan menemukan bahwa Mars adalah planet biologis. Setengah dari otak saya terus berusaha membuang persentase, dan saya tahu itu hal yang tidak berarti untuk dilakukan - saya pikir saya tidak akan melakukannya.
Tetapi saya dapat memberi tahu Anda bahwa salah satu peluang terbaik yang akan kami dapatkan selama beberapa tahun untuk menjawab pertanyaan itu ada di sini di deposit besi Meridiani.
Sumber Asli: Majalah Astrobiology
