Hvad geologer ser, når de ser på Perseverances landingssted

Geologer elsker feltarbejde. De elsker at få deres specialiserede hamre og mejsler i sømme i klippen, afsløre uvejrede overflader og drille klippens hemmeligheder. Mars ville være den ultimative ekskursion for mange af dem, men desværre, det er ikke muligt.

I stedet, vi har sendt Perseverance roveren på studietur. Men hvis en geolog var med på turen, hvordan ville det se ud for dem?

Geologer fortæller os, at der ikke er nogen erstatning for feltarbejde. Jezero Crater er, hvor Perseverance tager på sin studietur, og heldigvis krateret er blevet undersøgt på forskellige måder af forskellige satellitter. For en geologs øjne, krateret er en bonanza.

NASA valgte Jezero-krateret til Perseverances mission, delvist på grund af dets geologi. Selvom geologi primært handler om den fysiske struktur af en planet, det er en voksende del af forståelsen af, hvordan en planet kunne have understøttet liv. Biologi er uløseligt forbundet med geologi. Med sin samling af sedimenter og sin gamle kystlinje, Jezero-krateret er et primært mål for moderne planetarisk geologi.

Jezero Crater var en sø på et tidspunkt i sin fortid, muligvis to gange, ifølge nogle undersøgelser. Forskere, der studerer Jezero, siger, at søen sandsynligvis er dannet, da der var en periode med kontinuerlig overfladeafstrømning. To indgående vandløb fodrede søen, og overløb huggede en kanal ud af søen.

Billedet ovenfor viser Jezero-krateret i højdedetaljer. Udholdenhed landede nær den vestlige side af krateret, nær det tydeligt synlige floddelta. Det flodsediment indeholder gammelt ler, som er særligt gode til at fange og bevare organisk stof. Hvis en rigtig levende geolog var med på turen med Perseverance, de ville sandsynligvis lede direkte efter de ler.

NASAs Mars Reconnaissance Orbiter har studeret Jezero-krateret. Et af dets instrumenter er et billeddannelsesspektrometer ved navn Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM). Den er især god til at identificere ler. Billedet nedenfor viser nogle af leret i Jezero.

Flodsedimentet er stablet så højt, at dets kant er som en klippe. Vedholdenhed vil krydse langs bunden af ​​den klippe, før den arbejder sig op og over deltaet, forhåbentlig nå den gamle kystlinje. Derefter, afhængig af missionens længde, roveren ville bestige Jezeros 610 meter (2000 ft.) kraterkant og udforske nogle af sletterne omkring krateret. Perseverances primære missionslængde er omkring et Mars-år (ca. to jordår), og NASA mener, at den kunne gennemføre omkring halvdelen af ​​denne travers i løbet af den tid.

Mens en geolog - eller i virkeligheden enhver anden videnskabsmand eller videnskabsorienteret person - ville være urolig over de hemmeligheder, som Jezero Crater rummer, det ville kun være en begyndelse. Hvis alt går vel, og Perseverance forlader krateret til højlandet, vores fiktive geolog ville være i live med undren over den geologiske rigdom i regionen omkring krateret.

DLR (German Aerospace Center) driver et specielt kamera på ESA's Mars Express Orbiter. Det kaldes High-Resolution Stereoscopic Camera (HRSC). HRSC er en kraftfuld enhed, hvis mission er at afbilde og studere Mars overflade. Blandt dets opgaver er karakteriseringen af ​​planetens geologiske udvikling. En del af dets job er at skabe højopløselige digitale terrænmodeller (DTM) af Mars, inklusive regionen omkring Jezero.

DLR udgav for nylig to billeder af Jezero Crater og det omkringliggende område, fremhæver noget af den geologiske kontekst og topografien. Billederne er med til at forklare områdets geologiske mangfoldighed, og hvorfor det blev valgt som Perseverances målområde.

Som billederne viser, Jezero-krateret ligger på grænsen mellem forskellige geologiske områder af forskellig alder. Terra Sabaea højlandsregionen indeholder klipper fra Mars' palæozoikum (Noachian:4,1-3,7 milliarder år siden). Isidis-nedslagsbassinet stammer fra samme tid. Isidis Planitia-sletten er meget yngre, går tilbage til Hesperian (3,7-3,0 milliarder år siden) og Mars Modern (Amazonas 3,0 milliarder år til i dag). Resultatet er, at sten og andre aflejringer omkring Jezero-krateret kommer fra hver af de tre geologiske Mars-epoker. Til en geolog, dette er en stor stenet bonanza.

Den nærliggende Syrtis Major er en vulkansk provins, hvis lavastrømme også dateres til Hesperian. Nili Fossae-regionen er et trugsystem, der blev dannet af stødene fra Isidis-påvirkningen. Dette er en geologs drømmerejse. Hvis Perseverance kan fuldføre sin primære mission, det vil udforske nogle af regionerne uden for Jezero-krateret.

Af særlig interesse er agglomerataffald kaldet megabreccia, der blev dannet under Isidis-påvirkningen. De er placeret vest for Jezero i Noachian grundfjeld, magmatisk grundfjeld, og lavastrømme fra Syrtis Major. Megabreccia kan være meget store, op til en kilometer på tværs, og kan rumme værdifulde spor til Mars' tidlige historie.

Selvom Perseverance kan fungere som en slags feltgeolog på nogle måder, det har sine begrænsninger. Dens bor kan kun nå lave dybder. Ethvert liv, der eksisterede på Mars, dateres sandsynligvis tilbage til mellem 3,7 milliarder og 3,4 milliarder år siden, hvilket også er, da livet dukkede op på Jorden. Ethvert lavt overfladebevis på mikroskopisk liv blev sandsynligvis ødelagt af UV-stråling, selvom nogle måske er bevaret i sedimenter og ler.

Vedholdenhed vil indsamle sine prøver, og forhåbentlig, en fremtidig mission vil returnere dem til Jorden for en dybere og mere grundig undersøgelse. Det er i tråd med hvordan geologer arbejder, også. Feltprøver udsættes for streng undersøgelse tilbage i laboratorier.

Vedholdenhed vil lære os meget om Mars' geologiske historie og hvordan liv kunne have eksisteret der. Nu hvor det er sikkert på overfladen af ​​Mars, dens mission er næsten allerede en succes. Men det er ikke den eneste rover, der tager på ekskursion til Mars i 2020'erne.

ESA's Rosalind Franklin Rover tager på sin egen tur til Mars. Det lander i Oxia Planum, en region, der rummer en stor eksponering af lerholdige sten. Det er også en meget geologisk forskelligartet region. Rosalind Franklin vil være i stand til at tage dybere prøver end Perseverance kan, ned til to meter.

Men vi går foran os selv.

En dag, en egentlig menneskelig geolog kan meget vel sætte sine ben på Mars. Måske flere. Men indtil da bliver vores rovergeologer nødt til at gøre det for os.

Hvis tidligere missioner er nogen indikation, Vedholdenhed vil vare langt ud over dens primære mission. NASAs MSL Curiosity landede på Mars i august 2012 og er stadig i gang, i høj grad takket være dens Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG). Vedholdenhed har den samme type energikilde, så undtagen uheld, det er rimeligt at håbe, at roveren vil komme ud af Jezero-krateret og ind i de omkringliggende områder, ser på og prøver klipper fra hele Mars' geologiske historie.

Hvis det sker, det vil ikke kun være vores imaginære geolog, der er på en ekskursion for livet. Sandsynligvis vil enhver geolog på Jorden leve stedfortræder gennem den rejse.