Første bevis på planetdækkende grundvandssystem på Mars

Eksempel på træk identificeret i et dybt bassin på Mars, der viser, at det var påvirket af grundvandet for milliarder af år siden. Kredit:NASA/JPL-Caltech/MSSS

Mars Express har afsløret de første geologiske beviser for et system af gamle indbyrdes forbundne søer, der engang lå dybt under den røde planets overflade, hvoraf fem kan indeholde mineraler, der er afgørende for livet.

Mars ser ud til at være en tør verden, men dens overflade viser overbevisende tegn på, at der engang fandtes store mængder vand over hele planeten. Vi ser træk, der ville have krævet vand for at dannes - forgrenede strømningskanaler og dale, for eksempel – og netop sidste år opdagede Mars Express en pool af flydende vand under planetens sydpol.

En ny undersøgelse afslører nu omfanget af underjordisk vand på oldtidens Mars, som tidligere kun var forudsagt af modeller.

"Tidlig Mars var en vandig verden, men da planetens klima ændrede sig, trak dette vand sig tilbage under overfladen for at danne bassiner og 'grundvand', " siger hovedforfatter Francesco Salese fra Utrecht University, Holland.

"Vi sporede dette vand i vores undersøgelse, da dets omfang og rolle er et spørgsmål om debat, og vi fandt det første geologiske bevis på et planetdækkende grundvandssystem på Mars."

Salg og kolleger udforskede 24 dybt, lukkede kratere på den nordlige halvkugle af Mars, med gulve, der ligger omkring 4000 m under Mars 'havoverflade' (et niveau, der i betragtning af planetens mangel på hav, er vilkårligt defineret på Mars baseret på højde og atmosfærisk tryk).

Dette billede viser fordelingen af et antal dybe kratere (markeret som prikker), der for nylig blev udforsket som en del af en undersøgelse af grundvandet på Mars. Baggrundsbilledet er vist i farver, der repræsenterer topografi:røde og orange er lavere højder, og blå og grønne er højere. Undersøgelsen viste, at gulvene i bassinerne, som sidder over 4000 m dybt, vise tegn på fortidens vand - det første geologiske bevis på, at den røde planet engang havde et system af indbyrdes forbundne grundvandsforsynede søer, der spændte over hele planeten. Kredit:Topografi:NASA/MGS/MOLA; Kraterdistribution:F. Salese et al (2019)

De fandt træk på gulvene i disse kratere, som kun kunne være dannet i nærværelse af vand. Mange kratere indeholder flere funktioner, alt sammen i dybder på 4000 til 4500 m - hvilket indikerer, at disse kratere engang indeholdt puljer og strømme af vand, der ændrede sig og trak sig tilbage over tid.

Funktioner inkluderer kanaler ætset ind i kratervægge, dale skåret ud af opsugning af grundvand, mørk, buede deltaer, der menes at have dannet sig, da vandstanden steg og faldt, rillede terrasser inden for kratervægge dannet af stående vand, og vifteformede aflejringer af sediment forbundet med strømmende vand.

Vandstanden stemmer overens med de foreslåede kystlinjer af et formodet Marshav, der menes at have eksisteret på Mars for mellem tre og fire milliarder år siden.

"Vi tror, at dette hav kan have forbundet til et system af underjordiske søer, der spredte sig over hele planeten, " tilføjer medforfatter Gian Gabriele Ori, direktør for Università D'Annunzios International Research School of Planetary Sciences, Italien.

"Disse søer ville have eksisteret for omkring 3,5 milliarder år siden, så det kan have været samtidige fra et Marshav."

Dette diagram viser en model af, hvordan kraterbassiner på Mars udviklede sig over tid, og hvordan de engang holdt vand. Denne model danner grundlag for en ny undersøgelse af grundvandet på Mars, som fandt, at en række dybe bassiner – med gulve på over 4000 m dybe – viser tegn på engang at have indeholdt vandpøl. Billeder (fra kontekstkameraet ombord på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter) viser eksempler på de forskellige funktioner, der observeres i bassinerne. Der er tre hovedfaser:i den første (øverst), kraterbassinet er oversvømmet med vand og vandrelaterede funktioner – deltaer, nedslidende dale, kanaler, kystlinjer, og så videre – form indeni. I anden fase (midten), den planetdækkende vandstand falder, og nye landformer opstår som følge heraf. I sidste fase (nederst), krateret tørrer ud og bliver eroderet, og funktioner, der er dannet i løbet af de foregående par milliarder af år, afsløres. Kredit:Billeder:NASA/JPL-Caltech/MSSS; Diagram tilpasset fra F. Salese et al. (2019)

Vandets historie på Mars er kompleks, og er indviklet forbundet med forståelsen af, om der nogensinde er liv opstået der - og, hvis så, hvor, hvornår, og hvordan det gjorde det.

Holdet opdagede også tegn på mineraler inden for fem af kraterne, der er forbundet med fremkomsten af liv på Jorden:forskellige lertyper, karbonater, og silikater. Fundet tilføjer vægt til ideen om, at disse bassiner på Mars engang kan have haft ingredienserne til at være vært for liv. I øvrigt, de var de eneste bassiner, der var dybe nok til at krydse den vandmættede del af Mars' skorpe i lange perioder, med beviser måske stadig begravet i sedimenterne i dag.

At udforske steder som disse kan således afsløre betingelserne for tidligere liv, og er derfor yderst relevante for astrobiologiske missioner som ExoMars - en fælles ESA og Roscosmos bestræbelse. Mens ExoMars Trace Gas Orbiter allerede studerer Mars fra oven, den næste mission lanceres næste år. Den omfatter en rover – for nylig opkaldt efter Rosalind Franklin – og en overfladevidenskabelig platform, og vil målrette og udforske martian-steder, der menes at være nøglen i jagten på tegn på liv på Mars.

"Fund som dette er enormt vigtigt; de hjælper os med at identificere de områder på Mars, der er de mest lovende til at finde tegn på tidligere liv, " siger Dmitri Titov, ESA's Mars Express-projektforsker.

"Det er især spændende, at en mission, der har været så frugtbar på den røde planet, Mars Express, er nu medvirkende til at hjælpe fremtidige missioner som ExoMars med at udforske planeten på en anden måde. Det er et godt eksempel på, at missioner arbejder sammen med stor succes."

Mars Express blev opsendt den 2. juni 2003, og nåede 15 år i rummet sidste år. Denne undersøgelse brugte observationer fra High Resolution Stereo Camera (HRSC) på ESA's Mars Express, fra NASA's High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), og fra kontekstkameraet ombord på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter. En digital terrænmodel blev brugt baseret på data fra HRSC og NASAs Mars Orbiter Laser Altimeter.

Sidste artikelDer er fundet et sort hul

Næste artikelSiliciumcarbid stjernestøv i meteoritter fører til forståelse af udbrud af stjerner