Genom att titta på mineralogin djupt inuti kratrar på Mars norra slätter och jämföra den med smink av regioner på södra halvklotet, har forskare funnit att utbrett flytande vatten troligen förändrade majoriteten av Red Planet skorpa för cirka 4 miljarder år sedan. Emellertid stöder de nya resultaten inte andra nyligen genomförda studier som tyder på att ett jättehav täckte Mars norra högländer.
Med hjälp av Mars Express OMEGA-instrumentet och Mars Reconnaissance Orbiters CRISM-instrument undersökte John Carter från Bibring vid Université Paris i Orsay, Frankrike tillsammans med en grupp forskare från Frankrike och USA, stora kratrar och fann mineraler som bara kunde ha bildats i närvaro av vatten. "Vi har upptäckt hydratiserade mineraler i cirka 10 av dessa kratrar," berättade Carter till Space Magazine, "och vi drar slutsatsen att den antika skorpan förändrades på liknande sätt både i söder och i norr, i en mycket tidig miljö som var mycket varmare och fuktigare än dagens. ”
Carter tillade att när det gäller Mars: s vattenhistoria, betyder detta att flytande vatten fanns nära och på ytan av tidiga Mars i planetskala, och är inte begränsat till utvalda områden i de södra högländerna.
Mars har dikotomi mellan norr och söder, (läs vår tidigare artikel "De två ansikterna på Mars förklarade) så medan söderna är forntida, kraftigt kraterad och högt upp, är norren slät, med lågt liggande slätter. Det är också mycket yngre och mindre krater än söder. Detta beror på en vulkanisk mantlingprocesser som fyllde en del av låglandet och därmed raderade alla tidigare strukturer.
Carter och hans team inledde sitt arbete baserat på studier av hundratals platser på den södra halvklotet av Mars som visade sig ha hydratiserade mineraler som bildades på eller nära ytan för cirka 4 miljarder sedan i en våt och varm miljö. Medan Mars idag inte och inte kan hålla flytande vatten på ytan, visste forskarna att ett ganska svagt hydrologiskt system funnits på södra halvklotet, baserat på tidigare geologiska och morfologiska bevis.
Om mineraler på Mars norra halvklot hade bildats i närvaro av vatten, skulle dessa mineraler ha begravts av det utbredda och intensiva lavaflödet som inträffade för ungefär 3 miljarder år sedan och återupptäckte den regionen på planeten. Men att titta på slagkratrar ger ett fönster in i Mars förflutna genom att tränga ner genom lavaflödet, liksom att duscha bitar av den underliggande skorpan över den närliggande ytan.
Carter sa att data från OMEGA och CRISM visar mineralsammansättningarna i och runt dessa kratrar i norr, vilket är mycket likt det som ses i de södra forntida högländerna, som inkluderar fylosilikater eller andra hydratiserade silikater.
"Vårt arbete breddar vår syn på flytande vatten på gamla Mars," sade Carter i ett e-postmeddelande, "sprider det till större delen av planeten, och kan också ge en begränsning för tidpunkten för den norra halvklotets förändring med avseende på dess bildning."
En annan slutsats, sade Carter, är att dessa upptäckter kan vara en begränsning för när Mars eventuellt skulle kunna bidra till livsbildningen. ”Huvudscenariot som förklarar dikotomin är det med en sned inverkan mellan Mars och en himmelsk kropp i rätt storlek, och därmed utplånar och åter smälter en hel del av den norra halvklotet på Mars. En sådan påverkan skulle säkert ha förstört alla befintliga hydratiserade mineraler i djupet där vi ser dem eller vi tror att de kommer från. Därför ägde sannolikt vattenstabilitetstiden efter denna jättepåverkan och varade inte så länge (flera hundra miljoner år som mest). Således kan vårt arbete ge en lägre gräns för denna era. "
När det gäller det gigantiska havsscenariot för de norra högländerna, på vilket ett papper publicerades just förra veckan, sa Carter att hans lags resultat visar bevis mot dessa omständigheter. "Tidigare arbete av ett antal lag har faktiskt visat att det är osannolikhet att ett jätte nordligt hav på Mars är yngre än 3 miljarder år, enligt hypotes av flera forskare," sade han. ”Det finns inga morfologiska eller mineralogiska bevis för ett sådant hav. I våra tio eller så kratrar på de norra slättarna i Mars där vi hittade hydratiserade mineraler, hittade vi också mafiska mineraler som olivin. Denna olivin är nästan allestädes närvarande i norra slätt kratrar, och den stora majoriteten av den är oförändrad. Olivine förändras mycket lätt av flytande vatten, varför ett jättehav som skulle ha nedsänkt alla dessa kratrar borde ha förändrat all olivin, och det är sällan fallet. ”
Carter sa att det är lite av en utmaning att studera kratrar från omloppsbana. ”Det är till exempel svårt att skilja berg från bana som kan ha utgrävts genom påverkan eller faktiskt bildats efter påverkan när värmen släpptes och det befintliga vattnet och / eller is samverkade med berget för att bilda nya mineraler, vilket skapar hydrotermisk miljöer. I vårt papper har vi lagt fram flera skäl till varför ett utgrävningsscenario gynnas av ett hydrotermiskt scenario efter inverkan. ”
Men kratrar på Mars ger en bättre studie av det förflutna än kratrar på jorden, eftersom kratrar kan existera på Mars i miljarder år utan mycket nedbrytning, medan jordens vatten, tektonik och växttillväxt alla sammandrar sig för att dölja och ändra kratrar. Carter sa att det utgrävda materialet på Mars inte kommer att förändras av den nuvarande ultratorkade, svala miljön på Röda planeten.
Denna nya forskning visas i 25 juni 2010-numret av Vetenskap.
Källor: AAAS / Science, e-postutbyte med John Carter
