I flera år har forskare förstått att Mars en gång var en varmare och våtare plats. Mellan terrängfunktioner som indikerar förekomsten av floder och sjöar till mineralavlagringar som tycktes ha upplösts i vatten, finns det ingen brist på bevis som vittnar om detta "vattniga" förflutna. Hur varmt och vått klimatet var för miljarder år sedan (och sedan) har emellertid varit föremål för mycket debatt.
Enligt en ny studie från ett internationellt team av forskare från University of Nevada, Las Vegas (UNLV), verkar det som om Mars kan ha varit mycket våtare än tidigare uppskattningar gav det kredit för. Med hjälp av Berkeley Laboratory genomförde de simuleringar av ett mineral som har hittats i Martian meteoriter. Från detta bestämde de att Mars kan ha haft mycket mer vatten på ytan än tidigare trott.
När det gäller att studera solsystemet är meteoriter ibland de enda fysiska bevis som finns tillgängliga för forskare. Detta inkluderar Mars, där meteoriter som återhämtats från jordens yta har bidragit till att kasta ljus på planetens geologiska förflutna och vilken typ av processer som har format skorpan. För geovetenskapsmän är de det bästa sättet att bestämma hur Mars såg ut för eons sedan.
Tyvärr för geovetenskapsmän har dessa meteoriter genomgått förändringar till följd av den kataklysmiska styrkan som utvisade dem från Mars. Som Dr. Christopher Adcock, biträdande forskarprofessor vid avdelningen för geovetenskap vid UNLV och ledande författare till studien, berättade för Space Magazine via e-post:
”Martiska meteoriter är bitar av Mars, i princip är de våra enda prover av Mars på jorden tills det finns ett exempel på återvändande uppdrag. Många av de upptäckter vi har gjort om Mars kom från att studera martiska meteoriter och skulle inte vara möjliga utan dem. Tyvärr har dessa meteoriter alla upplevt chock från att släppas ut från Marsytan under påverkan. ”
Av de över 100 Martiska meteoriterna som har hämtats här på jorden och sträcker sig i ålder mellan 4 miljarder år till 165 miljoner år. De tros också ha kommit från endast ett fåtal regioner på Mars, och var sannolikt ejecta skapade från effekthändelser. Och under undersökningen av dem har forskare lagt märke till närvaron av ett kalciumfosfatmineral som kallas merrillit.
Som medlem av whitlockite-gruppen som vanligtvis finns i Lunar- och Martian-meteoriteter, är detta mineral känt för att vara vattenfritt (dvs. innehåller inget vatten). Som sådan har forskare dragit slutsatsen att närvaron av dessa mineraler indikerar att Mars hade en torr miljö när dessa stenar kastades ut. Detta är verkligen i överensstämmelse med hur Mars ser ut idag - kallt, isigt och torrt som ett ben.
För deras studie - med titeln "Chock-Transformation of Whitlockite to Merrillite and the Implications for Meteoritic Phosphate", som nyligen dök upp i tidskriften Naturkommunikation - den internationella forskargruppen övervägde en annan möjlighet. Med hjälp av en syntetisk version av whitlockite började de genomföra chockkomprimeringsexperiment på den för att simulera förhållandena under vilka meteoriter kastas ut från Mars.
Detta bestod av att placera det syntetiska whitlockite-provet inuti en projektil, sedan använda en heliumgaspistol för att påskynda det upp till hastigheter på 700 meter per sekund (2520 km / h eller 1500 mph) i en metallplatta - och därmed utsattes för intensiv värme och tryck. Provet undersöktes sedan med hjälp av Berkeley Labs Advanced Light Source (ALS) och Argonne National Laboratory Advanced Photon Source (APS) instrument.
"När vi analyserade vad som kom ut av kapseln, fann vi att en betydande mängd av whitlockit hade dehydratiserat till mineralet merrillit," sa Adcock. ”Merrillite finns i många meteoriter (inklusive Martian). Medlet är det möjligt att bergens meteoriter är gjorda från ursprungligen började livet med whitlockite i dem i en miljö med mer vatten än tidigare trott. Om det är sant skulle det indikera mer vatten i det Martiska förflutna och det tidiga solsystemet. ”
Inte bara höjer detta "vattenbudgeten" för Mars tidigare, det väcker också nya frågor om Mars: s livsmiljö. Förutom att det är lösligt i vatten innehåller whitlockite också fosfor - ett avgörande element för livet här på jorden. Kombinerat med nyligen visade bevis som visar att flytande vatten fortfarande finns på Mars yta - om än ibland - väcker detta nya frågor om huruvida Mars hade liv tidigare eller till och med i dag.
Men som Adcock förklarade, kommer ytterligare experiment och bevis att behövas för att avgöra om dessa resultat tyder på ett mer vattnigt förflutna:
”Så långt livet går är våra resultat mycket gynnsamma för möjligheten - men vi behöver mer data. Vi behöver verkligen ett exempelvis återuppdrag eller vi måste åka dit personligen - ett mänskligt uppdrag. Vetenskapen håller på att svara på ett antal stora frågor om vårt solsystem, livet på andra håll och Mars. Men det är svårt arbete när allt måste göras långt borta. ”
Och exemplarets avkastning är verkligen i horisonten. NASA hoppas kunna genomföra det första steget i denna process med deras Mars 2020 Rover, som kommer att samla in prover och lämna dem i en cache för framtida hämtning. ESA: s ExoMars-rover förväntas göra resan till Mars på samma år och kommer också att erhålla prover som en del av ett prov-återuppdrag till jorden.
Dessa uppdrag är planerade att starta sommaren 2020, då planeterna kommer att vara närmast igen. Och med besättningsuppdrag till ytan som planerats under det följande decenniet, kan vi se de första icke-meteoritproverna av Mars fördes tillbaka till jorden för analys.
