Vand forblev i Mars Gale-krateret i længere tid end tidligere antaget, viser undersøgelsen

For milliarder af år siden var Mars hjemsted for rigeligt vand, og dets Gale-krater indeholdt en sø. Gradvist ændrede klimaet sig, udtørrede den røde planet og skabte den støvede ørkenverden, vi kender i dag.

Nu har et internationalt team af forskere ledet af Imperial fundet tegn på, at der var rigeligt med vand i Mars' Gale-krater - et bassin med en diameter på 154 km lige syd for ækvator - længe efter, at planeten blev anset for at være blevet tør og ugæstfri.

Resultaterne har betydning for vores forståelse af Mars' klima i forandring, såvel som hvor vi nu leder efter tegn på beboelighed.

Ved hjælp af data og billeder fra NASAs Curiosity-rover fandt forskerne spor:deformerede lag i en ørkensandsten, som de hævder, kun kunne være blevet dannet af vand.

Selvom de er enige om, at der var vand til stede, er de usikre på, om det eksisterede som en væske under tryk, is eller saltlage.

Hovedforfatter Dr. Steven Banham fra Imperial College Londons Department of Earth Science and Engineering sagde:"Sandstenen afslørede, at vand sandsynligvis var rigeligt for nylig og i længere tid end tidligere antaget - men ved hvilken proces efterlod vandet disse spor?"

"Dette vand kan have været tryksat væske, tvunget ind i og deformeret sedimentet; frosset, med den gentagne frysning og optøning, der forårsagede deformationen; eller saltvand og udsat for store temperaturudsving."

"Det, der er klart, er, at bag hver af disse potentielle måder at deformere denne sandsten på, er vand det fælles led."

Resultaterne er publiceret i Geology .

En oase i ørkenen

Forskere accepterer, at det meste overfladevand på Mars gik tabt i midten af ​​den hesperiske periode, som varede 3,7-3,0 milliarder år.

Disse nye fund tyder på, at der i virkeligheden stadig var rigeligt med vand under jorden, nær overfladen af ​​Mars, mod det senere Hesperian.

For bedre at forstå planetens tidligere klima og egnethed til liv, bruger forskere Curiosity-roveren til at lede efter spor i Mars' klipperekord. Arbejdet er en del af NASAs Mars Science Laboratory-mission.

Curiosity har udforsket Gale-krateret og den nordlige flanke af dets centrale bjerg, kaldet Mount Sharp, siden 2012. Krateret huser et 5,5 km højt bjerg, der blev bygget i lag – først af indgående sø- og flodsedimenter og senere af ørkensedimenter og vinde under Mars' formodede udtørringsperiode.

Ved hjælp af Curiosity's vigtigste videnskabelige kamera, kaldet Mastcam-instrumentet, indsamlede forskere billeder af Mount Sharps sedimentlag for at finde 'fingeraftryk' af, hvordan klipperne blev dannet. De så på sten, der var aflejret i denne nu sandede ørken, og fandt strukturer inden i, der indikerede vand.

Dr. Banham sagde:"Når sedimenter flyttes af strømmende vand i floder, eller af vinden, der blæser, efterlader de karakteristiske strukturer, der kan fungere som fingeraftryk af de gamle processer, der dannede dem."

Stenagtige fingeraftryk

Da roveren besteg bjerget, stødte den på stadigt yngre sten aflejret i gradvist tørrere miljøer. Det nåede til sidst en sandstensaflejring draperet over bjergsiden, kendt som Stimson-formationen – det bevarede levn fra en ørken med store sandklitter.

Billederne, den indsamlede, afslørede, at formationen blev aflejret efter Mount Sharp dannet, under Mars' formodede udtørringsperiode. De afslørede også, at en del af formationen kaldet Feòrachas-strukturen indeholdt træk, der tydeligvis var blevet påvirket af vand.

Studiemedforfatter Amelie Roberts, en ph.d. kandidat fra Imperial College Londons Department of Earth Science and Engineering, sagde:"Normalt afsætter vinden sediment på en meget regelmæssig, forudsigelig måde. Overraskende nok fandt vi ud af, at disse vindaflejrede lag blev forvredet til mærkelige former, hvilket tyder på, at sandet havde blevet deformeret kort efter at være blevet lagt ned. Disse strukturer peger på tilstedeværelsen af ​​vand lige under overfladen."

"Sedimentlagene i krateret afslører et skift fra et vådt miljø til et tørrere over tid - hvilket afspejler Mars' overgang fra et fugtigt og beboeligt miljø til en ugæstfri ørkenverden. Men disse vandformede strukturer i ørkenens sandsten viser, at vand forblev på Mars meget senere end tidligere antaget."

Forskernes opdagelse har konsekvenser for fremtidige rumudforskningsmissioner, især i søgen efter tegn på liv hinsides Jorden. På Mars blev Stimson-formationen og lignende ørkensandsten tidligere betragtet som mindre lovende mål, når de var på jagt efter biosignaturer - beviser på tidligere urliv - på Mars. At finde disse vandformede strukturer ændrer denne opfattelse.

Dr. Banham sagde:"At bestemme, om Mars og andre planeter engang var i stand til at understøtte liv, har været en væsentlig drivkraft for planetarisk forskning i mere end et halvt århundrede. Vores resultater afslører nye veje til udforskning - kaster lys over Mars' potentiale til at støtte liv og fremhæve, hvor vi skal fortsætte med at jage efter nye spor."

Tegn på liv er ikke blevet fundet på Mars, og den bredere konsensus antyder, at enhver, vi måtte finde i fremtiden, ville indikere det mest primitive af urliv - måske så simpelt som selvreplikerende molekyler.

Amelie sagde:"Vores fund forlænger tidslinjen for vand, der fortsætter i regionen omkring Gale-krateret, og så hele regionen kunne have været beboelig i længere tid end tidligere antaget."

Flere oplysninger: Steven G. Banham et al., Ice? Salt? Tryk? Sedimentdeformationsstrukturer som bevis på lavt grundvand i de sene stadier i Gale-krateret, Mars, Geologi (2024). DOI:10.1130/G51849.1

Journaloplysninger: Geologi

Leveret af Imperial College London