Panoramautsikt över Mars taget av NASA: s Spirit rover. Bildkredit: NASA / JPL. Klicka för att förstora.
Mars är en stenig planet med ett forntida vulkaniskt förflutna, men nya fynd visar att planeten är mer komplex och aktiv än tidigare trott - åtminstone på vissa platser.
Att hitta dessa platser visar sig dock vara svårare än att bara titta på landformer som floddalar eller sjöbäddar eller söka efter specifika mineraler.
"Kontekst är allt", säger Philip Christensen, huvudutredare för termisk emission spektrometer (TES) på Mars Global Surveyor och för Thermal Emission Imaging System (THEMIS) på Mars Odyssey, samt ledande forskare för Mini-TES instrument på Mars Exploration Rovers. ”Det har varit mycket spänning med att hitta specifika funktioner eller mineraler, men TEMIS, tillsammans med TES infraröda spektrometer, ger oss en översikt genom att hitta alla mineraler. Det ger oss sammanhang - platsens underliggande geologi. ”
Ett papper ledat av Christensen, som kommer att släppas online av tidskriften Nature den 6 juli, beskriver hur en detaljerad undersökning av Röda planetens ytmineraler med THEMIS- och TES-data ger förvånande resultat i vissa lokala områden.
Medan de nuvarande roveruppdragen till stor del har bevisat att Mars i det avlägsna förflutna kan ha haft en sjö eller två, har flera olika omloppskartläggningsuppdrag hittat en basaltrik planet som är produkten från en forntida vulkanhistoria. Geologiskt verkar det som en enkel planet i stor skala - men då finns det lokala fönster som visar mycket mer komplexitet.
"Från vad vi hittills har sett kan du tänka dig att åka till Mars och inte se annat än basalt," sade Christensen. ”Beviset har alltid visat att planeten var aktiv tidigt, gjorde några stora vulkaner och sedan stängde av och det var det. Men när vi tittade mer noggrant såg vi att det finns dessa andra platser? När du tittar på geologin på rätt platser finns det lika mångfald i klipporna som du ser på jorden.
"När du en gång har fått en glimt av denna komplexitet, inser du att det finns en mycket komplex värld under den faner av basalt."
Vad Christensen och teamet hittade var lokala avlagringar som visade en fördelning av magtarmiga mineraltyper som konkurrerade med mineralet som finns på jorden - från primitiva vulkaniska bergarter som olivinrika basalter till högt bearbetade kiseldioxidrika stenar som graniter.
Mångfalden av stötande mineraler är viktig, förklarar Christensen, eftersom det innebär att ytbergarna har fortsatt att bearbetas och rekonstitueras flera gånger under en längre tid.
”Du smälter manteln och du får olivinbasalter; du smälter dem igen och du får basalt; du smälter det och du gör andesite; du smälter det och du gör dacite; du smälter det och du gör granit, sa Christensen. "Varje gång du smälter en sten, är det första som kommer av sig kiseldioxiden, så varje gång du smälter det så förädlar du kiseldioxiden."
På jorden inträffar sådan mineralutveckling generellt när primitiva vulkaniska bergarter fälls tillbaka i planetens jordskorpa, smälts och förfinas som snabbare smältande komponenter som kiseldioxid separeras från det ursprungliga materialet - en process som kallas mineralfraktionering.
Mars, till skillnad från jorden, har inte rörliga plattor som återvinner planetens jordskorpa. Christensens resultat visar emellertid att Mars, som Jorden, har utvecklats och fortfarande kan utvecklas under ytan.
"Mars är en mer komplicerad planet än vi trodde - geologin har hållit på att gå med och utvecklas över tid," sade Christensen. ”Även om de inte är utbredda har vi hittat dacit och vi har hittat granit. Ett sätt att tillverka dessa graniter är att göra en hel vulkan staplad upp ur basalt - den blir tillräckligt hög och du börjar smälta sakerna djupt ner, och när du smälter basalt kan du bilda graniter.
”Det här är ganska små händelser. På jorden har vi bergskedjor gjorda av granit, på Mars har vi hittills bara hittat ett par jordklot. Det är inte som jorden i omfattningen av denna geologiska utveckling, men Mars är som jorden i lokala situationer. Det har varit dold för oss, men det är ju en sofistikerad, utvecklande planet trots allt, ”sade han.
Eftersom områdena där de utvecklade stollande bergarter förekommer är små har den tagit den högupplösta multispektralkameran i Mars Odyssees THEMIS-instrument (med en upplösning på 100 meter) för att hitta mineralerna från bana genom att hitta en specifik infraröd signatur i specifika landformer. THEMIS mineralkartläggning har varit 1500 gånger mer detaljerad än TES: s, även om TES-instrumentets infraröda spektrometer (med en upplösning på 3 kilometer) upptäcker ett mycket mer detaljerat utbud av infraröda utsläpp, vilket gör det mer känsligt för olika mineralkompositioner.
"Vi gör den sak som vi avser att göra: kartlägga kompositionen vid mesoskala," konstaterade Christensen. ”TEMIS identifierar området, sedan går vi tillbaka och hittar vad som bara kan vara en enda, överblickad TES-pixel och analysera det. De två var verkligen planerade att arbeta tillsammans och det är precis vad vi har gjort. Vi använder dessa två instrument på ett synergistiskt sätt och tillsammans är de perfekta. ”
Även om kartläggning av Mars har pågått i många år, konstaterar Christensen att några av de mest intressanta platserna på planeten ännu inte har identifierats och utforskats.
"Om du tappade jordens hav och tittade på det från rymden, skulle du förmodligen nå samma slutsats - en tyst, basaltisk planet," sade han. ”Men sedan, om du sökte noggrant, kanske du hittar Yellowstone och inser att det hände mycket under planeten som du inte var medveten om. Vi är på det stadiet nu när vi tittar på Mars. ”
Originalkälla: NASA Astrobiology
