Det är nu ett väl förstått faktum att Mars en gång hade ganska mycket flytande vatten på ytan. I själva verket, enligt en nylig uppskattning, höll ett stort hav på Mars södra halvklot en gång nästan tio gånger så mycket vatten som alla Nordamerikas Great Lakes tillsammans. Detta hav fanns för ungefär 3,7 miljarder år sedan och låg i den region som idag kallas Eridania-bassängen.
En ny studie baserad på data från NASA: s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) upptäckte emellertid stora mineralavlagringar längst ner i detta bassäng, vilket kan ses som bevis på gamla varma källor. Eftersom denna typ av hydrotermisk aktivitet tros vara ansvarig för uppkomsten av liv på jorden, kan dessa resultat tyder på att detta bassäng en gång var värd liv.
Studien, med titeln "Ancient Hydrothermal Seafloor Deposits in Eridania Basin on Mars", dykte nyligen upp i den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation. Studien leddes av Joseph Michalski från Institutionen för geovetenskaper och laboratorier för rymdforskning vid University of Hong Kong, tillsammans med forskare från Planetarium Science Institute, Natural History Museum i London och NASA: s Johnson Space Center.
Tillsammans använde detta internationella team data som erhållits av MRO: s Compact Reconnaissance Spectrometer for Mars (CRISM). Sedan MRO nådde Mars 2006 har detta instrument använts i stor utsträckning för att söka bevis på mineralerester som bildas i närvaro av vatten. I detta avseende var CRISM avgörande för att dokumentera hur sjöar, dammar och floder en gång fanns på Mars ytan.
I det här fallet identifierade den massiva mineralavlagringar i Mars 'Eridania-bassäng, som ligger i en region som har några av Röda planetens äldsta exponerade skorpa. Upptäckten förväntas bli en viktig samlingspunkt för forskare som försöker karakterisera Mars en gång varm och våt miljö. Som Paul Niles från NASA: s Johnson Space Center sa i ett pressmeddelande från NASA:
"Även om vi aldrig hittar bevis på att det har funnits liv på Mars kan den här webbplatsen berätta om den typ av miljö där livet kan ha börjat på jorden. Vulkanaktivitet kombinerat med stående vatten gav förhållanden som troligen liknade förhållandena som fanns på jorden ungefär samtidigt - när det tidiga livet utvecklades här. ”
Idag är Mars en kall, torr plats som inte upplever någon vulkanisk aktivitet. Men för ungefär 3,7 miljarder år sedan var situationen mycket annorlunda. Vid den tiden skröt Mars både rinnande och stående vattendrag, vilket bevisas av stora fluviala avlagringar och sedimentära bassänger. Gale-krateret är ett perfekt exempel på detta eftersom det en gång var en stor sjöbädd, varför den valdes som landningssyn för Nyfikenhet rover 2012.
Eftersom Mars hade både ytvatten och vulkanisk aktivitet under denna tid, skulle det också ha upplevt hydrotermisk aktivitet. Detta inträffar när vulkaniska ventilationsöppningar öppnas i stående vattendrag och fyller dem med hydratiserade mineraler och värme. På jorden, som fortfarande har en aktiv skorpa, kan bevis på tidigare hydrotermisk aktivitet inte bevaras. Men på Mars, där jordskorpan är fast och erosionen är minimal, har bevisen bevarats.
"Den här webbplatsen ger oss en övertygande historia för ett djupt, långlivat hav och en djuphavs hydrotermisk miljö," sade Niles. "Det stämmer från de djuphavs hydrotermiska miljöerna på jorden, liknande miljöer där livet kan finnas på andra världar - liv som inte behöver en trevlig atmosfär eller tempererad yta, utan bara stenar, värme och vatten."
Baserat på deras studie beräknar forskarna att Eridania-bassängen en gång hade cirka 210 000 kubik km (50 000 kubik mi) vatten. Inte bara är detta nio gånger mer vatten än alla de stora sjöarna kombinerade, det är lika mycket som alla andra sjöar och hav på antika Mars. Dessutom upplevde regionen också lavaflöden som fanns efter att havet tros ha försvunnit.
Från CRISM: s spektrometerdata identifierade teamet avsättningar av serpentin, talk och karbonat. I kombination med formen och strukturen på berggrundslagen drog de slutsatsen att havsbotten var öppen för vulkaniska sprickor. Utöver att indikera att denna region en gång kunde ha varit värd för livet, bidrar denna studie också till mångfalden i de våta miljöerna som en gång tros ha funnits på Mars.
Mellan bevis på forntida sjöar, floder, grundvatten, deltor, hav och vulkanutbrott under is, har forskare nu bevis på vulkanisk aktivitet som inträffade under en stående vattenmassa (aka heta källor) på Mars. Detta representerar också en ny kategori för astrobiologisk forskning och en möjlig destination för framtida uppdrag till Martian ytan.
Studien av hydrotermisk aktivitet är också betydande när det gäller att hitta källor till utomjordisk, liksom på månarna i Europa, Enceladus, Titan och andra platser. I framtiden förväntas robotuppdrag resa till dessa världar för att toppa sig under deras isiga ytor, undersöka deras plummar eller våga sig ut i deras hav (i Titans fall) för att leta efter de spåra om grundläggande livsformer.
Studien har också betydelse bortom Mars och kan hjälpa till i studien av hur livet började här på jorden. För närvarande kommer de tidigaste bevisen på markliv från havsbotten som har samma ursprung och ålder som de som finns i Eridania-bassängen. Men eftersom den geologiska registreringen av denna period på jorden är dåligt bevarad, har det varit omöjligt att avgöra exakt hur förhållandena var vid denna tid.
Med tanke på Mars likheter med Jorden, och det faktum att dess geologiska referens har hållits väl under de senaste tre miljarder åren, kan forskare se till mineralavlagringar och andra bevis för att mäta hur naturliga processer här på jorden tillät liv att bildas och utvecklas över tid. Det kan också öka vår förståelse för hur alla markjordplaneterna i solsystemet utvecklats under miljarder år.
