Curiosity rover finder en gammel oase på Mars

Hvis du kunne rejse 3,5 milliarder år tilbage i tiden, hvordan ville Mars se ud? Billedet udvikler sig blandt forskere, der arbejder med NASAs Curiosity-rover.

Forestil dig damme, der prikker gulvet i Gale Crater, det 100-mile brede (150-kilometer-brede) antikke bassin, som Curiosity udforsker. Strømme kunne have spændt kraterets vægge, løber mod sin base. Se historien hurtigt frem, og du ville se disse vandveje flyde over og så tørre ud, en cyklus, der formentlig gentog sig adskillige gange over millioner af år.

Det er landskabet beskrevet af Curiosity-forskere i en Natur Geovidenskab papir offentliggjort i dag. Forfatterne fortolker sten beriget med mineralsalte opdaget af roveren som bevis på lavvandede saltvandsdamme, der gik gennem episoder med overløb og tørring. Aflejringerne fungerer som et vandmærke skabt af klimaudsving, da Mars-miljøet gik fra et vådere til den frysende ørken, det er i dag.

Forskere vil gerne forstå, hvor lang tid denne overgang tog, og præcis hvornår den fandt sted. Dette seneste spor kan være et tegn på resultater, der kommer, når Curiosity begiver sig mod en region kaldet den "sulfat-bærende enhed, " som forventes at være dannet i et endnu tørrere miljø. Det repræsenterer en markant forskel fra lavere nede af bjerget, hvor Curiosity opdagede beviser for vedvarende ferskvandssøer.

Gale Crater er den ældgamle rest af et massivt nedslag. Sediment båret af vand og vind blev til sidst fyldt i kraterbunden, lag for lag. Efter at sedimentet er hærdet, vinden huggede den lagdelte klippe ind i det tårnhøje Mount Sharp, som Curiosity bestiger i dag. Nu udsat på bjergets skråninger, hvert lag afslører en anden æra af Mars historie og rummer spor om det fremherskende miljø på det tidspunkt.

"Vi tog til Gale Crater, fordi det bevarer denne unikke registrering af en Mars i forandring, " sagde hovedforfatter William Rapin fra Caltech. "At forstå hvornår og hvordan planetens klima begyndte at udvikle sig er en del af et andet puslespil:Hvornår og hvor længe var Mars i stand til at understøtte mikrobielt liv på overfladen?"

Han og hans medforfattere beskriver salte fundet på tværs af en 500 fod høj (150 meter høj) sektion af sedimentære bjergarter kaldet "Sutton Island, ", som Curiosity besøgte i 2017. Baseret på en række mudderrevner på et sted med navnet "Old Soaker, "holdet vidste allerede, at området havde periodiske tørre perioder. Men Sutton Island-saltene tyder på, at vandet også koncentrerede sig i saltlage.

Typisk, når en sø tørrer helt ud, det efterlader bunker af rene saltkrystaller. Men Sutton Island-saltene er anderledes:For én ting, de er mineralsalte, ikke bordsalt. De er også blandet med sediment, hvilket tyder på, at de krystalliserede i et vådt miljø - muligvis lige under fordampende lavvandede damme fyldt med saltvand.

I betragtning af at Jorden og Mars var ens i deres tidlige dage, Rapin spekulerede i, at Sutton Island kunne have lignet saltholdige søer på Sydamerikas Altiplano. Vandløb og floder, der flyder fra bjergkæder ind i denne tørre, højtliggende plateau fører til lukkede bassiner svarende til Mars' gamle Gale-krater. Søer på Altiplano er stærkt påvirket af klimaet på samme måde som Gale.

"I mere tørre perioder, Altiplano-søerne bliver mere lavvandede, og nogle kan tørre helt ud, " sagde Rapin. "Det faktum, at de er vegetationsfri, får dem endda til at ligne lidt Mars."

Tegn på en udtørrende Mars

Sutton Islands saltberigede klipper er blot et fingerpeg blandt flere, som roverholdet bruger til at sammensætte, hvordan Mars-klimaet ændrede sig. Ser man hen over hele Curiositys rejse, som begyndte i 2012, videnskabsholdet ser en cyklus af vådt til tørre på tværs af lange tidsskalaer på Mars.

"Når vi bestiger Mount Sharp, vi ser en overordnet tendens fra et vådt landskab til et mere tørt, " sagde Curiosity Project-forsker Ashwin Vasavada fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. JPL leder Mars Science Laboratory-missionen, som Curiosity er en del af. "Men den tendens opstod ikke nødvendigvis på en lineær måde. Mere sandsynligt, det var rodet, inklusive tørre perioder, ligesom det vi ser på Sutton Island, efterfulgt af vådere perioder, ligesom det, vi ser i den 'lerbærende enhed', som Curiosity udforsker i dag."

Indtil nu, roveren har stødt på masser af flade sedimentlag, der forsigtigt var blevet aflejret på bunden af ​​en sø. Teammedlem Chris Fedo, der har specialiseret sig i studiet af sedimentære lag ved University of Tennessee, bemærkede, at Curiosity i øjeblikket løber på tværs af store klippestrukturer, der kun kunne have dannet sig i et miljø med højere energi såsom et vindomsuste område eller strømmende vandløb.

Vind eller strømmende vand bunker sedimenter i lag, der gradvist hælder. Når de hærder til sten, de bliver til store strukturer, der ligner "Teal Ridge, ", som Curiosity undersøgte sidste sommer.

"At finde skrå lag repræsenterer en stor ændring, hvor landskabet ikke er helt under vandet længere, " sagde Fedo. "Vi har måske forladt æraen med dybe søer."

Curiosity har allerede spioneret mere skrå lag i den fjerne sulfat-bærende enhed. Videnskabsholdet planlægger at køre dertil i de næste par år og undersøge dets mange klippestrukturer. Hvis de blev dannet under tørrere forhold, der varede i lang tid, det kan betyde, at den lerbærende enhed repræsenterer en mellemstadie - en port til en anden æra i Gale Crater's vandige historie.

"Vi kan ikke sige, om vi ser vind- eller flodaflejringer endnu i den lerbærende enhed, men vi er komfortable med at sige, at det bestemt ikke er det samme som det, der kom før, eller det, der ligger forude, " sagde Fedo.