Rover-billeder bekræfter, at Jezero-krateret er en gammel Mars-sø

Den første videnskabelige analyse af billeder taget af NASAs Perseverance-rover har nu bekræftet, at Mars' Jezero-krater - som i dag er et tørt, vinderoderet depression - var engang en stille sø, konstant fodret af en lille flod for omkring 3,7 milliarder år siden.

Billederne afslører også beviser på, at krateret udholdt lynoversvømmelser. Denne oversvømmelse var energisk nok til at feje store kampesten op fra flere kilometer opstrøms og afsætte dem i søbunden, hvor de massive klipper ligger i dag.

Den nye analyse, offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskab, er baseret på billeder af de fremspringende klipper inde i krateret på dets vestlige side. Satellitter havde tidligere vist, at dette fremspring, set fra oven, lignede floddeltaer på Jorden, hvor lag af sediment aflejres i form af en vifte, når floden strømmer ind i en sø.

Perseverances nye billeder, taget inde fra krateret, bekræfte, at dette fremspring faktisk var et floddelta. Baseret på de sedimentære lag i fremspringet, det ser ud til, at floddeltaet brød ind i en sø, der var rolig i det meste af dens eksistens, indtil et dramatisk skift i klimaet udløste episodiske oversvømmelser ved eller mod slutningen af ​​søens historie.

"Hvis du ser på disse billeder, du stirrer dybest set på dette episke ørkenlandskab. Det er det mest forladte sted, du nogensinde kunne besøge, " siger Benjamin Weiss, professor i planetariske videnskaber i MIT's Department of Earth, Atmosfæriske og planetariske videnskaber og medlem af analyseteamet. "Der er ikke en dråbe vand nogen steder, og stadigvæk, her har vi beviser på en meget anderledes fortid. Der skete noget meget dybt i planetens historie."

Mens roveren udforsker krateret, videnskabsmænd håber at afsløre flere spor til dens klimatiske udvikling. Nu hvor de har bekræftet, at krateret engang var et sømiljø, de mener, at dets sedimenter kunne indeholde spor af gammelt vandholdigt liv. I sin mission fremadrettet, Vedholdenhed vil lede efter steder til at indsamle og bevare sedimenter. Disse prøver vil i sidste ende blive returneret til Jorden, hvor videnskabsmænd kan undersøge dem for Mars biosignaturer.

"Vi har nu mulighed for at lede efter fossiler, " siger teammedlem Tanja Bosak, lektor i geobiologi ved MIT. "Det vil tage noget tid at komme til de klipper, som vi virkelig håber at prøve for tegn på liv. Så, det er et maraton, med et stort potentiale."

Vippesenge

Den 18. feb. 2021, Perseverance roveren landede på gulvet i Jezero krateret, lidt mere end en kilometer væk fra dens vestlige vifteformede fremspring. I de første tre måneder, køretøjet forblev stillestående, da NASA-ingeniører udførte fjerntjek af roverens mange instrumenter.

I løbet af denne tid, to af Perseverances kameraer, Mastcam-Z og SuperCam Remote Micro-Imager (RMI), taget billeder af deres omgivelser, inklusive langdistancefotos af udspringets kant og en formation kendt som Kodiak butte, et mindre udspring, som planetariske geologer antager, engang kan have været forbundet med det vifteformede hovedfremspring, men er siden delvist eroderet.

Når roveren downlinkede billeder til Jorden, NASA's Perseverance videnskabshold behandlede og kombinerede billederne, og var i stand til at observere forskellige sedimentlejer langs Kodiak butte i overraskende høj opløsning. Forskerne målte hvert lags tykkelse, hældning, og lateral udstrækning, konstaterer, at sedimentet må være blevet aflejret ved strømmende vand ind i en sø, snarere end med vinden, arklignende oversvømmelser, eller andre geologiske processer.

Roveren fangede også lignende vippede sedimentbede langs hovedfremspringet. Disse billeder, sammen med dem fra Kodiak, bekræfte, at den vifteformede formation faktisk var et gammelt delta, og at dette delta fodrede ind i en gammel Mars-sø.

"Uden at køre nogen steder, roveren var i stand til at løse en af ​​de store ubekendte, hvilket var, at dette krater engang var en sø, " siger Weiss. "Indtil vi faktisk landede der og bekræftede, at det var en sø, det har altid været et spørgsmål."

Boulder flow

Da forskerne så nærmere på billeder af hovedfremspringet, de bemærkede store kampesten og brosten indlejret i den yngste, øverste lag af deltaet. Nogle kampesten målt så brede som 1 meter på tværs, og blev vurderet til at veje op til flere tons. Disse massive sten, holdet konkluderede, må være kommet udefra krateret, og var sandsynligvis en del af grundfjeldet placeret på kraterkanten eller ellers 40 eller flere miles opstrøms.

At dømme ud fra deres nuværende placering og dimensioner, holdet siger, at stenblokkene blev båret nedstrøms og ind i søbunden af ​​en stormflod, der flød op til 9 meter i sekundet og bevægede sig op til 3, 000 kubikmeter vand i sekundet.

"Du har brug for energiske oversvømmelser for at bære sten så store og tunge, " siger Weiss. "Det er en speciel ting, der kan være tegn på en grundlæggende ændring i den lokale hydrologi eller måske det regionale klima på Mars."

Fordi de enorme klipper ligger i de øverste lag af deltaet, de repræsenterer det senest deponerede materiale. Kampestenene sidder oven på lag af ældre, meget finere sediment. Denne lagdeling, siger forskerne, indikerer, at i en stor del af dens eksistens, den gamle sø var fyldt af en blidt strømmende flod. Fine sedimenter - og muligvis organisk materiale - drev ned ad floden, og faldt til i en gradvis, skrånende delta.

Imidlertid, krateret oplevede senere pludselige oversvømmelser, der afsatte store kampesten på deltaet. Da søen tørrede ud, og over milliarder af år eroderede vinden landskabet, forlader det krater, vi ser i dag.

Årsagen til denne klimaomsving er ukendt, selvom Weiss siger, at deltaets kampesten kan rumme nogle svar.

"Det mest overraskende, der er kommet ud af disse billeder, er den potentielle mulighed for at fange tidspunktet, hvor dette krater overgik fra et jordlignende beboeligt miljø, til denne øde landskabsødemark, vi ser nu, " siger han. "Disse klippeblokke kan være optegnelser om denne overgang, og vi har ikke set dette andre steder på Mars."