Ju mer vi utforskar Mars, desto mer ser det ut som Jorden. Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
En av paradoxerna i de senaste utforskningarna av Marsytan är att ju mer vi ser av planeten, desto mer ser det ut som Jorden, trots en mycket stor skillnad: Komplexa livsformer har funnits i miljarder år på jorden, medan Mars aldrig såg livet större än en mikrob, om så.
"De rundade kullarna, slingrande strömkanaler, deltor och alluviala fans är alla chockerande bekanta," sade William E. Dietrich, professor i jord- och planetvetenskap vid University of California, Berkeley. ”Detta fick oss att fråga: Kan vi berätta från topografi ensam, och i frånvaro av det uppenbara inflytandet från människor, att livet genomsyrar jorden? Spelar livet något? ”
I ett papper som publicerades i 26 januari-numret av tidskriften Nature, rapporterade Dietrich och doktorand J. Taylor Perron, till deras överraskning, ingen tydlig signatur av livet i jordformerna.
"Trots att biota har ett djupgående inflytande på erosionsprocesser och landskapsutveckling, förvånansvärt, finns det inga landformer som bara kan existera i närvaro av liv, och därmed skulle en abiotisk jord förmodligen inte ge några okända landskap," sade Dietrich.
Istället föreslår Dietrich och Perron att livet - allt från de lägsta växterna till stora betande djur - skapar en subtil effekt på landet som inte är uppenbart för det avslappnade ögat: fler av de "vackra, rundade kullarna" som är typiska för jordens vegeterade områden, och färre vassa, steniga åsar.
"Rundade kullar är det renaste uttrycket för livets inflytande på geomorfologi," sade Dietrich. "Om vi kunde gå över en jord där livet har eliminerats skulle vi fortfarande se rundade kullar, branta berggrund, slingrande floder etc., men deras relativa frekvens skulle vara annorlunda."
När en forskare från NASA erkände för Dietrich för några år sedan att han inte såg något i det Martiska landskapet som inte hade en parallell på jorden, började Dietrich tänka på vilka effekter livet har på landformer och om det finns något distinkt med topografin av planeter med livet, kontra de utan liv.
"En av de minst kända sakerna om vår planet är hur atmosfären, litosfären och oceanerna interagerar med livet för att skapa landformer," sade Dietrich, en geomorfolog som i mer än 33 år har studerat jordens erosionsprocesser. "En genomgång av ny forskning i jordhistorien leder till att vi antyder att livet kan ha bidragit starkt till utvecklingen av de stora glaciella cyklerna och till och med påverkat utvecklingen av plattaktonik."
En av de viktigaste effekterna av livet på landskapet är erosion, konstaterade han. Vegetation tenderar att skydda kullarna mot erosion: skred inträffar ofta i de första regnen efter en brand. Men vegetation påskyndar också erosion genom att bryta upp berget i mindre bitar.
”Överallt där du tittar orsakar biotisk aktivitet sediment att röra sig nerför backen, och det mesta av det sedimentet skapas av livet,” sade han. "Trädrötter, gophers och wombats gräver alla i jorden och höjer den, riva upp den underliggande berggrunden och förvandlar den till spillror som trumlar nerför."
Eftersom landets form på många platser är en balans mellan floderosion, som tenderar att skära brant i en sluttnings berggrund, och den biotiskt drivna spridningen av marknedförsbacke, som tenderar att runda av de vassa kanterna, tyckte Dietrich och Perron att rundade kullar skulle vara en signatur av livet. Detta visade sig dock vara osant, eftersom deras kollega Ron Amundson och doktorand Justine Owen, båda på campusens avdelning för miljövetenskap, politik och förvaltning, upptäckte i den livlösa Atacamaöknen i Chile, där rundade kullar täckta med jord produceras av saltväder från det närliggande havet.
"Det finns andra saker på Mars, som frys-töaktivitet, som kan bryta sten" för att skapa de avrundade kullarna som ses på bilder tagna av NASAs rovers, sade Perron.
De tittade också på flodslingrar, som på jorden påverkas av strömningsväxtväxten. Men Mars visar också vikar, och studier på jorden har visat att floder som skär i berggrund eller frusen mark kan skapa slingrare identiska med dem som skapats av vegetation.
Även flodbanans branthet kan vara en signatur, trodde de: grovare, mindre väderbitna sediment skulle eroderas in i bäckarna, vilket får floden att branta och åsarna blir högre. Men detta ses också i jordens berg.
"Det är inte svårt att hävda att vegetation påverkar regnmönstret och nyligen har det visats att nederbördsmönster påverkar höjden, bredden och symmetrin i bergen, men detta skulle inte ge en unik landform," sade Dietrich. "Utan liv skulle det fortfarande finnas asymmetriska berg."
Deras slutsats, att den relativa frekvensen för rundade och vinklade landformer skulle förändras beroende på livets närvaro, kommer inte att kunna testas förrän höjdkarta för ytor på andra planeter är tillgängliga i upplösningar på några meter eller mindre. "Några av de mest framträdande skillnaderna mellan landskap med och utan liv orsakas av processer som fungerar i små skalor," sade Perron.
Dietrich konstaterade att begränsade områden på Mars yta har kartlagts i två meters upplösning, vilket är bättre än de flesta kartor över jorden. Han är en av ledarna för ett National Science Foundation (NSF) -stödat projekt för att kartlägga jordens yta med hög upplösning med hjälp av LIDAR (LIght Detection And Ranging) -teknologi i hög upplösning. Dietrich grundade National Center of Airborne Laser Mapping (NCALM), ett gemensamt projekt mellan UC Berkeley och University of Florida för att utföra LIDAR-kartläggning som visar inte bara vegetationens toppar, utan också den nakna marken som om den vägras av vegetation. Forskningen av Dietrich och Perron finansierades av NSF: s National Center for Earth-Surface Dynamics, NSF Graduate Research Fellowship Program och NASA: s Astrobiology Institute.
Originalkälla: UC Berkeley News Release
