Mineralogi på Mars peger på et koldt og iskoldt oldtidsklima

Klimaet gennem Mars' tidlige historie har længe været diskuteret - var den røde planet varm og våd, eller koldt og iskoldt? Ny forskning offentliggjort i Icarus giver bevis for sidstnævnte.

Mars er fyldt med dalnetværk, deltaer og søaflejringer, hvilket betyder, at det må have haft frit strømmende vand på et tidspunkt, sandsynligvis omkring 4 milliarder år siden. Men klimamodeller fra planetens dybe fortid har ikke været i stand til at producere varme nok forhold til at tillade flydende vand på overfladen.

"Der er mennesker, der forsøger at modellere Mars' gamle klima ved at bruge den samme slags modeller, som vi bruger her på Jorden, og de har virkelig svært ved at gøre det. Det er svært at skabe en varm gammel Mars, fordi solen var meget svagere dengang. Hele solsystemet var køligere, " sagde Briony Horgan, en adjunkt i jord, atmosfæriske og planetariske videnskaber ved Purdue University. "Mens mange mennesker bruger klimamodeller, vi kommer til dette fra et unikt perspektiv - hvad fortæller Mars' vulkanske optegnelser os?"

Vulkanisme var rigeligt i hele Mars' tidlige historie. Der er store, brede vulkaner på nogle af planetens vidt undersøgte områder, men mindre er kendt om et område med lav og glat topografi i det sydlige højland kendt som Sisyphi Planum. Her, der er mere end 100 høje med flade toppe kendt som Sisyphi Montes, som kunne være af vulkansk oprindelse.

Når vulkaner går i udbrud under iskapper og gletsjere på Jorden, kombinationen af ​​varme og smeltevand skaber fladtop, stejle bjerge kaldet "tuyas, " eller taffelbjerge. Når subglaciale udbrud ikke bryder isens overflade, toppen af ​​vulkanerne forbliver kegleformet i stedet for at blive flade. Mineralogien produceret under disse begivenheder er unik på grund af samspillet mellem varm lava og koldt glacialt smeltevand.

Sheridan Ackis, en ph.d. kandidat hos Purdue og hovedforfatter af papiret, brugte billeder fra NASAs Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars (CRISM) for at finde ud af, om regionens mineralsammensætning var i overensstemmelse med subglacial vulkanisme.

CRISM registrerer både det synlige område og kortere bølgelængder af lys, som hjælper instrumentets operatører med at identificere en bred vifte af mineraler på Mars-overfladen. Ved synlige bølgelængder, måden lyset reflekteres på er stærkt påvirket af jern, hvorimod ved infrarøde bølgelængder, CRISM kan hente funktioner fra karbonat, sulfat, hydroxyl og vand inkorporeret i mineralkrystaller.

"Hver sten har et bestemt fingeraftryk, og du kan identificere det med lysreflektioner, " sagde Ackis.

Resultaterne identificerer tre forskellige mineralkombinationer i regionen, domineret af gips, polyhydratiserede sulfater og en smectit-zeolit-jernoxidblanding - som alle har været forbundet med vulkaner i glaciale miljøer.

"Vi har nu to sæt data, mineraler og morfologi, der siger, at der måtte have været is på Mars på et tidspunkt, " sagde Ackis. "Og det var sandsynligvis relativt sent i Mars' historie."

Ackiss' team håber, at deres resultater kan bruges som referencepunkt for andre regioner på Mars med en vulkansk historie. Hvis forskere kunne finde beviser for vulkansk aktivitet under iskapper andre steder, det ville størkne sagen for en meget kold gammel Mars. Men frygt ej, rumentusiaster, dette eliminerer ikke muligheden for tidligere liv på Mars.

"Selv om Mars var en kold og iskold ødemark, disse vulkanudbrud, der interagerer med iskapper, kunne have skabt et lille lykkeligt sted for mikrober at eksistere, " sagde Horgan. "Det er den slags sted, du gerne vil hen til for at forstå, hvordan livet ville have overlevet på Mars i den tid."