Vad hände med Mars? Om Mars och Jorden en gång var liknande, som forskare tror, vad hände med allt vattnet? Tidigare räckte det för att stödja livet?
Tack vare Mars Science Laboratory (MSL) Nyfikenhet får vi en bättre bild av forntida Mars och vad det gick igenom för miljarder år sedan. En ny studie publicerad i Nature Geoscience säger att Mars troligen genomgick växlande perioder av vått och torrt, innan han blev den frigida, torra öknen som den är nu. Eller åtminstone Gale Crater gjorde det.
Gale Crater är ett slagbassäng som är ungefär 150 km (100 miles) brett, och Curiosity har utforskat den sedan augusti 2012. Krateren är ett spännande ställe att försöka smaka bilden av vatten på forntida Mars, eftersom det kan ha varit en sjö på en gång. Det visar också bevis på kanaler som ristats av strömmande vatten.
Sedan han anlände till Gale Crater har Curiosity hittat mineraler som bildas i närvaro av vatten. Författarna till denna nya tidning drog slutsatsen att de är bevis på grunt dammar med saltvatten som upprepade gånger översvämmade och torkade över tid, eftersom Mars sakta blev den torra planeten som den är i dag. Artikeln heter "Ett intervall med hög salthalt i gamla Gale-kratersjön på Mars."
Huvudförfattaren till tidningen är William Rapin från Caltech. I ett pressmeddelande sade han, ”Vi åkte till Gale Crater eftersom det bevarar denna unika post av en föränderlig Mars. Att förstå när och hur planetens klimat började utvecklas är ett annat pussel: När och hur länge kunde Mars stödja mikrobiellt liv vid ytan? "
Att förstå hur vatten fanns på Mars ytan är nyckeln till att förstå alla mikrobiella liv som kan ha bott där. Om det fanns intermittenta perioder med vått och torrt, skulle det ha satt begränsningar för livet.
Några av de viktigaste bevisen för dessa växlande perioder med våta och torra hittades i två funktioner, kallade "Old Soaker" och "Sutton Island." Old Soaker är en stenplatta med ett mönster av sprickor, kallade desseringssprickor, som kan ha bildats när ett lager lera torkades för över 3 miljarder år sedan. Nätverket med sprickor indikerar växlande perioder av vått och torrt.
Sutton Island är en 150 meter lång sedimenterande sten som innehåller saltlake. Men saltlaken på Sutton Island är lite annorlunda.
Typiskt, när en kropp med färskt vatten torkar, lämnar det efter sig rena saltkristaller. Men Sutton Island-salterna är mineralsalter, inte bordsalt. De kombineras också med sediment. Det är ganska övertygande bevis på att det fanns perioder med torrhet som gjorde det möjligt att bilda salterna och perioder med våthet när sediment deponerades. I sitt papper säger författarna att de är resultatet av ”extrem evaporativ koncentration.”
För att sätta dessa observationer i sammanhang, tänk på Gale Crater själv. Det är en massiv slagkrater som med tiden fylldes med både vindburen och vattenburen sediment som härdade. När planeten torkade fanns det inte mer vattenburen sediment, och materialet som fyllde krateret eroderade.
Mt. Sharp är huvudfunktionen i krateret, och nyfikenhet är upptagen med att klättra på den. När det reser över de olika höjderna i Gale Crater upptäcker det olika avsnitt i Mars historia, hittar bevis både visuellt och genom att borra och studera stenprover.
Enligt huvudförfattaren William Rapin kan vattendropparna i Gale krater ha liknat vissa funktioner här på jorden, och de kan kasta lite ljus på vad nyfikenheten hittar på Mars.
Rapin tror att sjöarna i Gale Crater kan ha likat saltvatten sjöar i Sydamerikas Altiplano, även känd som den bolivianska platån eller den Andinska platån. Altiplano är en torr plats i hög höjd som innehåller stängda bassänger som liknar Gale Krater. Dessa sjöar påverkas starkt av klimatet.
"Under torrare perioder blir Altiplano-sjöarna grundare och vissa kan torka helt ut," sade Rapin i ett pressmeddelande. "Det faktum att de är vegetationsfria gör att de till och med ser ut som Mars."
Men nätverket av sprickor i Old Soaker och saltlaken i Sutton Island är bara två bevis som visar perioder med våta och torra. När Curiosity har rest genom Gale Crater och stigande Mt. Skarp, det har hittats andra bevis på våt-torra cykler över långa tidsskalor. Och de perioderna var inte trevliga och snygga; de var röriga.
"När vi klättrar på Mount Sharp ser vi en övergripande trend från ett vått landskap till ett torrare," säger Curiosity Project Scientist Ashwin Vasavada från NASA: s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. ”Men den trenden inträffade inte nödvändigtvis på ett linjärt sätt. Mer troligt var det rörigt, inklusive torrare perioder, som det vi ser på Sutton Island, följt av våtare perioder, som det vi ser i den 'lerbärande enheten' som Curiosity utforskar idag. '
I de nedre områdena av Gale Krater har Curiosity hittat sedimentlager som verkar ordnade, som om de försiktigt avsattes på botten av en sjö över tid. Men nu är Curiosity att hitta andra funktioner, inklusive stora stenstrukturer, som antyder en mer kaotisk, högenergi-formation, som om de bildades i snabbt strömmande bäckar eller i ett område som utsätts för mycket vind.
En sådan funktion är "Teal Ridge." Teal Ridge och andra funktioner som bildas från vind och strömmande vatten har en lutande form snarare än det milda sedimentet som samlas i botten av en sjö. När de lutande sedimenten hårdnar ser de ut som Teal Ridge.
Enligt teammedlem Chris Fedo, en sedimentär rockspecialist från University of Tennessee, är att hitta dessa snedställda funktioner viktiga bevis. ”Att hitta lutande lager representerar en stor förändring, där landskapet inte är helt under vattnet längre. Vi kanske har lämnat era djupa sjöar.
Nyfikenhet har undersökt vad som kallas den "lerbärande enheten." Det har funnits stratigrafiska bevis på mycket betydande miljöförändringar, som Sutton Island och Old Soaker. Det är nästa destination som bör ge mer av samma sak.
Rover är på väg mot den 'svavelbärande enheten' högre upp Mt. Skarp. Det kommer att spendera ett par år på att utforska det området och undersöka bergstrukturer. Närvaron av svavel indikerar att området en gång var vått men torkat ut. Om Curiosity upptäcker att de torrare förhållandena var långvariga, kan det betyda att den lerbärande enheten är en mellan-eller övergångsfas.
"Vi kan inte säga om vi ser vind- eller flodavlagringar ännu i den lerbärande enheten, men vi är bekväma att säga att det definitivt inte är samma sak som vad som kom innan eller vad som ligger framför", sa Fedo.
Mt. Sharp har visat sig vara nyckelbevis för att förstå Mars historia. Förekomsten av vatten i det förflutna har bekräftats, men historien om exakt hur och när det kom och gick är fortfarande att räkna ut.
Som forskare Ashwin Vasavada från JPL sa tillbaka i juni: ”Varje lager av detta berg är ett pussel. De håller vardera ledtrådar till en annan era i Martians historia. ”
Mer:
- Pressmeddelande: NASA: s Curiosity Rover finner en forntida oas på Mars
- Forskningsdokument: Ett intervall med hög salthalt i gamla Gale-kratersjön på Mars
- Space Magazine: Curiosity har hittat Clay's Mother Lode på Mars
- Forskningsdokument: Torkningssprickor visar bevis på sjötorkning på Mars, Sutton Island-medlem, Murray-bildning, Gale Crater
