Vind driver geologien på Mars i disse dage

Et nyt papir baseret på udforskning af NASA's Curiosity Mars rover - og gennemgået af en astronaut, mens hun var på den internationale rumstation (ISS), i hvad der kan være en første for peer-reviewed videnskabelig litteratur - beskriver, hvor dramatisk anderledes geologi på Mars virker ud fra det på Jorden.

Papiret er en del af et igangværende forsøg på at forstå klippecyklussen på den røde planet - det vil sige hvordan klippelag dannes, ændres og ødelægges - hvilket ville give noget af en Rosetta-sten for geologer, der ville sætte dem i stand til at tyde og fortolke observationerne og prøverne opnået ved nuværende og fremtidige Mars-missioner.

Nøgleresultatet af dette særlige papir er, at den tilsyneladende milde kraft af vinderosion driver processen, der afslører lagdelte klippelag på Mars. Dette er i skarp kontrast til Jorden, hvor klippelag afsløres gennem den dynamiske kombination af tektonisk aktivitet, der driver jordstykker opad, og vanderosion fra floder, der skærer sig ind i disse klipper fra toppen og ned.

"Erosionsarbejdet på Mars drives primært af vinden, der fungerer som en fjerstøver over hundreder af millioner til endda milliarder af år. Dette er meget anderledes end Jorden, for eksempel, hvor den ekstreme robusthed i San Gabriel-bjergene er skabt ved strømme af regnvand, der dissekere landskabet over relativt korte perioder af geologisk tid," siger John P. Grotzinger, Harold Brown-professor i geologi og Ted og Ginger Jenkins lederskabsformand for afdelingen for geologiske og planetariske videnskaber.

Grotzinger er den tidligere projektforsker af Curiosity-missionen og medforfatter til Mars-erosionspapiret, som blev offentliggjort den 8. juni i Journal of Geophysical Research:Planets (JGR ). Bladets hovedforfatter, Jessica Watkins, arbejdede sammen med Grotzinger, mens hun var postdoktor ved Caltech. I juni 2017 blev Watkins udvalgt som NASA-astronaut, og i april 2022 lancerede hun ud i rummet for at arbejde på ISS. Watkins er færdig med at skrive JGR papir, mens hun var postdoc hos Caltech og indsendte det til journalen, da hun gik i astronautuddannelse. På det tidspunkt, hvor korrekturerne på papiret var klar, så hun kunne gennemgå det, var hun i rummet – så hun gav sit sidste input på papiret fra lavt kredsløb om Jorden.

Stencyklussen på Jorden versus Mars

For at forestille dig forskellene mellem landformdannelse på Jorden og på Mars, tænk på Himalaya-bjergene i Asien, hjemsted for Mount Everest. Bjergene presses opad på grund af tektoniske kræfter, der driver det indiske subkontinent ind i Asien, men mens de gør, skærer Indus-floden støt ned gennem den stigende landmasse. Resultatet af begge processer er eksponeringen af ​​klippelag, som geologer bruger til at lære mere om planetens udvikling og historie.

På trods af observationen af ​​små marskælv af Mars InSight-landeren, mangler Mars de tektoniske plader, der forårsager det meste af rysten på Jorden. I stedet er den røde planet næsten udelukkende formet af formet af eolisk, eller vind, erosion.

Mars' atmosfæriske volumen er kun 1 procent af Jordens, så man kan ikke forvente, at vinderosion er så vigtig på planeten. I de seneste årtier har geologer hævdet, at virkningen af ​​moderne vind, der forårsager erosion på Mars, er meget begrænset. Og alligevel ser det nu ud til, at vinderosion spiller en nøglerolle i at drive klippecyklussen på Mars, helt sikkert under dens tidligere historie før 3 milliarder år siden, da klipperne ved Gale Crater blev dannet og derefter eroderet.

Gale Crater er en 96-mile-diameter tør sø lige under ækvator på Mars. Mens Curiosity trillede hen over den, sporede roveren Murray-formationen, et 300 meter tykt lag lagdelt muddersten, der er opkaldt til ære for afdøde Bruce Murray, en Caltech-professor i planetvidenskab og tidligere leder af Jet Propulsion Laboratory (JPL) , som Caltech administrerer for NASA. Mudstone er sten, der er dannet af finkornet mudder, der blev komprimeret over tid.

Ved at studere Curiositys observationer bemærkede Watkins, Grotzinger og deres kolleger, at Murray-formationen - som blev dannet af sedimenter aflejret af vand - er blevet spist væk fra toppen og ned. Yderligere viser de sedimenter, der er aflejret på toppen, en krydsbund, der er tegn på gamle klitter, der marcherer hen over en ørken, drevet af vind. I det hele taget ligner landskabet et vådt miljø, der blev overtaget af Gobi-ørkenen.

"Gale Crater er et spektakulært sted, hvor du er i stand til at dokumentere flere cyklusser af erosion," siger Grotzinger. "Alt dette hjælper os med at forstå, hvordan Mars fungerer generelt, og vil også informere videnskabsmænd, der fortolker observationerne af Perseverance-roveren."

Artiklen har titlen "Begravelse og opgravning af sedimentære klipper afsløret af Base Stimson Erosional Unconformity, Gale Crater, Mars." + Udforsk yderligere

Ny forskning kaster lys over, hvornår Mars kan have haft vand