Nyt vandkort over Mars vil vise sig at være uvurderligt for fremtidig udforskning

Et nyt kort over Mars ændrer måden, vi tænker på planetens vandige fortid på, og viser, hvor vi skal lande i fremtiden.

Kortet viser mineralforekomster over hele planeten og er blevet møjsommeligt skabt i løbet af det sidste årti ved hjælp af data fra ESA's Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité (OMEGA) instrument og NASA's Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging Spektrometer for Mars (CRISM) instrument.

Specifikt viser kortet placeringen og mængden af ​​vandige mineraler. Disse er fra bjergarter, der tidligere er blevet kemisk ændret af vands virkning, og som typisk er blevet omdannet til ler og salte.

På Jorden dannes ler, når vand interagerer med klipper, med forskellige forhold, der giver anledning til forskellige typer ler. For eksempel dannes lermineraler som smectit og vermiculit, når relativt små mængder vand interagerer med klippen og bevarer derfor for det meste de samme kemiske elementer som de oprindelige vulkanske bjergarter. I tilfælde af smectit og vermiculit er disse elementer jern og magnesium. Når mængden af ​​vand er relativt høj, kan klipperne ændres mere. Opløselige elementer har en tendens til at blive båret væk og efterlader aluminiumrige lertyper, såsom kaolin.

Den store overraskelse er udbredelsen af ​​disse mineraler. For ti år siden kendte planetforskere til omkring 1.000 fremspring på Mars. Dette gjorde dem interessante som geologiske særheder. Men det nye kort har vendt situationen og afsløret hundredtusindvis af sådanne områder i de ældste dele af planeten.

"Dette arbejde har nu fastslået, at når man studerer de gamle terræner i detaljer, er det faktisk det mærkelige ikke at se disse mineraler," siger John Carter, Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) og Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay og Aix Marseille Université, Frankrig.

Dette er et paradigmeskifte for vores forståelse af den røde planets historie. Fra det mindre antal vandige mineraler, som vi tidligere vidste var til stede, var det muligt, at vand var begrænset i dets omfang og varighed. Nu er der ingen tvivl om, at vand spillede en stor rolle i at forme geologien rundt omkring på planeten.

Nu er det store spørgsmål, om vandet var vedvarende eller begrænset til kortere, mere intense episoder. Selvom de endnu ikke giver et endeligt svar, giver de nye resultater bestemt forskere et bedre værktøj til at forfølge svaret.

"Jeg tror, ​​vi kollektivt har forenklet Mars," siger John. Han forklarer, at planetforskere har haft en tendens til at tro, at kun nogle få typer lermineraler på Mars blev skabt i løbet af dens våde periode, og efterhånden som vandet gradvist tørrede op, blev der produceret salte over hele planeten.

Dette nye kort viser, at det er mere kompliceret end tidligere antaget. Mens mange af Mars-saltene sandsynligvis blev dannet senere end leret, viser kortet mange undtagelser, hvor der er intim blanding af salte og ler, og nogle salte, der formodes at være ældre end nogle lertyper.

"Udviklingen fra masser af vand til intet vand er ikke så entydig, som vi troede, vandet stoppede ikke bare natten over. Vi ser en enorm mangfoldighed af geologiske sammenhænge, ​​så ingen proces eller simpel tidslinje kan forklare udviklingen af mineralogien på Mars. Det er det første resultat af vores undersøgelse. Det andet er, at hvis man udelukker livsprocesser på Jorden, udviser Mars en mangfoldighed af mineralogi i geologiske omgivelser, ligesom Jorden gør," siger han.

Med andre ord, jo nærmere vi ser, jo mere kompleks bliver Mars' fortid.

OMEGA- og CRISM-instrumenterne er ideelle til denne undersøgelse. Deres datasæt er yderst komplementære, arbejder over det samme bølgelængdeområde og følsomme over for de samme mineraler. CRISM giver unikt høj opløsning spektral billeddannelse af overfladen (ned til 15m/pixel) for meget lokaliserede pletter af Mars, og gør den til den mest velegnede til kortlægning af små områder af interesse, såsom roverlandingssteder. For eksempel viser kortlægningen, at Jezero-krateret, hvor NASA's 2020 Perseverance-rover i øjeblikket udforsker, viser et rigt udvalg af hydrerede mineraler.

OMEGA, på den anden side, giver global dækning af Mars ved højere spektral opløsning og med et bedre signal-til-støj-forhold. Dette gør det bedre egnet til global og regional kortlægning og til at skelne mellem de forskellige ændringsmineraler.

Resultaterne er præsenteret i et par artikler offentliggjort i Icarus og skrevet af John, Lucie Riu og kolleger. Lucie var på Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japanese Aerospace eExploration Agency (JAXA), Sagamihara, Japan, da en del af arbejdet blev udført, men er nu ESA Research Fellow ved ESA's European Space Astronomy Center (ESAC) i Madrid.

Med de grundlæggende påvisninger i hånden besluttede Lucie at tage det næste skridt og kvantificere mængderne af de mineraler, der var til stede. "Hvis vi ved, hvor og i hvilken procent hvert mineral er til stede, giver det os en bedre idé om, hvordan disse mineraler kunne være blevet dannet," siger hun.

Dette arbejde giver også missionsplanlæggere nogle gode kandidater til fremtidige landingssteder - af to grunde. For det første indeholder de vandige mineraler stadig vandmolekyler. Sammen med kendte placeringer af begravet vandis giver dette mulige steder for udvinding af vand til In-situ ressourceudnyttelse, nøglen til etableringen af ​​menneskelige baser på Mars. Ler og salte er også almindelige byggematerialer på Jorden.

For det andet, selv før mennesker går til Mars, giver de vandige mineraler fantastiske steder at udføre videnskab. Som en del af denne mineralkortlægningskampagne blev det lerrige sted Oxia Planum opdaget. Disse gamle lertyper omfatter de jern- og magnesiumrige mineraler af smectit og vermiculit. Ikke alene kan de hjælpe med at låse op for planetens tidligere klima, men de er perfekte steder til at undersøge, om livet engang begyndte på Mars. Som sådan blev Oxia Planum foreslået og endelig valgt som landingssted for ESA's Rosalind Franklin rover.

"Det er det, jeg er interesseret i, og jeg tror, ​​at denne form for kortlægningsarbejde vil hjælpe med at åbne op for de undersøgelser fremover," siger Lucie.

Som altid, når vi beskæftiger os med Mars, jo mere vi lærer om planeten, jo mere fascinerende bliver den. + Udforsk yderligere

Mars Reconnaissance Orbiter frigiver et af sine sidste regnbuefarvede kort