Mars Express's OMEGA-instrument lägger till detaljer till Candor Chasma. Bildkredit: ESA Klicka för förstoring
Från tidigare observationer måste Mars ha genomgått vattendrivna processer, som lämnade sin signatur i ytstrukturer som kanalsystem och tecken på omfattande vattenhaltig erosion. Sådana observationer innebär emellertid inte nödvändigtvis den stabila närvaron av flytande vatten på ytan under långa tidsperioder under Marshistorien.
Uppgifterna som samlats in av OMEGA avslöjar otvetydigt närvaron av specifika ytmineraler som innebär långvarig närvaro av stora mängder flytande vatten på planeten.
Dessa 'hydratiserade' mineraler, så kallade för att de innehåller vatten i sin kristallstruktur, ger en tydlig 'mineralogisk' registrering av vattenrelaterade processer på Mars.
Under 18 månaders observationer har OMEGA kartlagt nästan hela ytan på planeten, vanligtvis med en upplösning mellan en och fem kilometer, med vissa områden med en subkilometerupplösning.
Instrumentet upptäckte närvaron av två olika klasser av hydratiserade mineraler, 'phyllosilicates' och 'hydrated sulphates', över isolerade men stora områden på ytan.
Båda mineralerna är resultatet av en kemisk förändring av stenar. Men deras bildningsprocesser är mycket olika och pekar på perioder med olika miljöförhållanden i planetens historia.
Fyllosilikater, så kallade på grund av deras karakteristiska struktur i tunna skikt ('phyllo' = tunt skikt), är förändringsprodukterna från magtliga mineraler (mineraler med magmatisk ursprung) som upprätthåller en långvarig kontakt med vatten. Ett exempel på fyllosilikat är lera.
Fyllosilikater upptäcktes av OMEGA huvudsakligen i Arabia Terra, Terra Meridiani, Syrtis Major, Nili Fossae och Mawrth Vallis regioner, i form av mörka avlagringar eller eroderade områden.
Hydratiserade sulfater, den andra huvudklassen av hydratiserade mineraler som detekteras av OMEGA, är också mineraler av vattenhaltigt ursprung. Till skillnad från fyllosilikater, som bildas genom en förändring av stavar, bildas hydratiserade sulfater som avlagringar från saltat vatten; de flesta sulfater behöver en syra vattenmiljö för att bildas. De upptäcktes i skiktade avlagringar i Valles Marineris, utsträckta exponerade avlagringar i Terra Meridiani och inom mörka sanddyner i den norra polarlocket.
När inträffade den kemiska förändringen av ytan som ledde till bildandet av hydratiserade mineraler? Vid vilken tidpunkt i Mars: s historia stod vatten i stora mängder på ytan? OMEGA: s forskare kombinerade sina uppgifter med information från andra instrument och föreslår ett troligt scenario för vad som kan ha hänt.
"De leririka fyllosilikatavlagringar som vi har upptäckt bildades genom förändring av ytmaterial under de allra första tiderna av Mars," säger Jean-Pierre Bibring, OMEGA: s huvudutredare.
”Det förändrade materialet måste ha begravts av efterföljande lavaflöden vi observerar runt de prickiga områdena. Då skulle materialet ha blivit exponerat av erosion på specifika platser eller grävts ut från en förändrad skorpa av meteoritiska effekter, ”tillägger Bibring.
Analys av det omgivande geologiska sammanhanget, i kombination med de befintliga kraterräkningsteknikerna för att beräkna den relativa åldern på ytfunktioner på Mars, placerar bildningen av phyllosilicates i den tidiga Noachian-eran, under den intensiva kraterperioden. Noachian-eran, som varade från planetens födelse till cirka 3,8 tusen miljoner år sedan, är den första och äldsta av de tre geologiska epokerna på Mars.
"Ett tidigt aktivt hydrologiskt system måste ha funnits på Mars för att redovisa den stora mängden leror, eller fyllosilikater i allmänhet, som OMEGA har observerat," säger Bibring.
Den långvariga kontakten med flytande vatten som ledde till fyllosilikatbildningen kunde ha existerat och vara stabil vid ytan av Mars, om klimatet var tillräckligt varmt. Alternativt kunde hela formationsprocessen ha inträffat genom verkan av vatten i en varm, tunn skorpa.
OMEGA-data visar också att sulfatavlagringarna skiljer sig från och har bildats efter fyllosilikat. För att bilda, behöver sulfater inte en särskilt långvarig närvaro av flytande vatten, men vatten måste vara där och det måste vara surt.
Upptäckten och kartläggningen av dessa två olika typer av hydratiserade mineraler pekar på två stora klimatiska avsnitt i Mars historia: ett tidigt? Noachian? fuktig miljö där fyllosilikater bildades, följt av en surare miljö där sulfaterna bildades. Dessa två avsnitt separerades av en global klimatförändring från Mars.
"Om vi tittar på dagens bevis, skulle den era där Mars kunde ha varit bebodd och hållbart liv vara den tidiga Noachian, spårad av phyllosilicates, snarare än sulfaterna. De lermineraler som vi har kartlagt kan fortfarande behålla spår av en möjlig biokemisk utveckling på Mars, ”avslutar Bibring.
Originalkälla: ESA Portal
