Fluvial kortlægning af Mars

Det tog femten år med billeddannelse og næsten tre år med at sy stykkerne sammen for at skabe det største billede, der nogensinde er lavet, den 8 billioner pixel mosaik på Mars 'overflade. Nu, den første undersøgelse for at udnytte billedet i sin helhed giver en hidtil uset indsigt i de gamle flodsystemer, der engang dækkede de ekspansive sletter på planetens sydlige halvkugle. Disse tre milliarder år gamle sedimentære sten, ligesom dem i Jordens geologiske optegnelse, kunne vise sig værdifulde mål for fremtidig udforskning af tidligere klimaer og tektonik på Mars.

Arbejdet, udgivet denne måned i Geologi , supplerer eksisterende forskning i Mars 'hydrologiske historie ved at kortlægge gamle fluviale (flod) kamme, som i det væsentlige er det omvendte af et flodleje. "Hvis du har en flodkanal, det er erosionsdelen af ​​en flod. Så, Per definition, der er ingen indskud der for dig at studere, "Jay Dickson, hovedforfatter på papiret, forklarer. "Du har floder, der tærer på sten, så hvor blev de af stenene? Disse kamme er den anden halvdel af puslespillet. "Ved hjælp af mosaikken, i modsætning til mere lokaliserede billeder, lad forskerne løse det puslespil på global skala.

Mars plejede at være en våd verden, som det fremgår af stenoptegnelser over søer, floder, og gletsjere. Flodbredderne blev dannet for mellem 4 og 3 milliarder år siden, når det er stort, fladtliggende floder afsatte sedimenter i deres kanaler (snarere end kun at få vandet skåret væk ved overfladen). Lignende systemer i dag kan findes på steder som det sydlige Utah og Death Valley i USA, og Atacama -ørkenen i Chile. Over tid, sediment opbygget i kanalerne; når vandet er tørret, disse kamme var alt, hvad der var tilbage af nogle floder.

Rygene findes kun på den sydlige halvkugle, hvor noget af Mars ældste og mest barske terræn er, men dette mønster er sandsynligvis en bevaringsartefakt. "Disse kamme var sandsynligvis overalt på hele planeten, men efterfølgende processer har begravet dem eller eroderet dem, "Siger Dickson." Den nordlige halvkugle er meget glat, fordi den er blevet dukket op igen, primært ved lavastrømme. "Derudover er det sydlige højland er "nogle af de fladeste overflader i solsystemet, "siger Woodward Fischer, der var involveret i dette arbejde. Denne ekstraordinære fladhed gav en god sedimentær aflejring, tillader oprettelse af de poster, der studeres i dag.

Uanset om en region har fluviale kamme eller ej, er en grundlæggende observation, der ikke var mulig, før dette billede i høj opløsning af planetens overflade blev samlet. Hver af de 8 billioner pixels repræsenterer 5 til 6 kvadratmeter, og dækningen er næsten 100 procent, takket være den "spektakulære konstruktion" af NASAs kontekstkamera, der har givet det mulighed for at fungere kontinuerligt i godt et årti. Et tidligere forsøg på at kortlægge disse kamme blev udgivet i 2007 af Rebecca Williams, medforfatter på det nye studie, men det arbejde var begrænset af billeddækning og kvalitet.

"Den første opgørelse af fluviale kamme ved hjælp af målerskala billeder blev udført på data indsamlet mellem 1997 og 2006, "Williams siger." Disse billedstrimler tog et udsnit af planeten og gav spændende øjebliksbilleder af overfladen, men der var vedvarende usikkerhed om manglende fluviale kamme i datahullerne. "

Opløsningen og dækningen af ​​Mars 'overflade i mosaikken har elimineret meget af holdets usikkerhed, udfylde huller og give kontekst til funktionerne. Mosaikken gør det muligt for forskere at undersøge spørgsmål på global skala, snarere end at være begrænset til mere ujævn, lokaliserede undersøgelser og ekstrapolering af resultater til hele halvkuglen. Meget tidligere forskning om Mars hydrologi har været begrænset til kratere eller enkelte systemer, hvor både sedimentkilden og destinationen er kendt. Det er nyttigt, men mere kontekst er bedre for virkelig at forstå en planets miljøhistorie og for at være mere sikker på, hvordan et individuelt træk dannede sig.

Ud over at identificere 18 nye fluviale kamme, ved hjælp af mosaikbilledet fik teamet mulighed for at undersøge funktioner, der tidligere var blevet identificeret som fluviale kamme. Ved nærmere eftersyn, nogle blev trods alt ikke dannet af floder, but rather lava flows or glaciers. "If you only see a small part of [a ridge], you might have an idea of how it formed, " Dickson says. "But then you see it in a larger context—like, åh, it's the flank of a volcano, it's a lava flow. So now we can more confidently determine which are fluvial ridges, versus ridges formed by other processes."

Now that we have a global understanding of the distribution of ancient rivers on Mars, future explorations—whether by rover or by astronauts—could use these rock records to investigate what past climates and tectonics were like. "One of the biggest breakthroughs in the last twenty years is the recognition that Mars has a sedimentary record, which means we're not limited to studying the planet today, " Fischer says. "We can ask questions about its history." And in doing so, han siger, we learn not only about a single planet's past, but also find "truths about how planets evolved... and why the Earth is habitable."

As this study is only the first to use the full mosaic, Dickson looks forward to seeing how it gets put to use next. "We expect to see more and more studies, similar in scale to what we're doing here, by other researchers around the world, " he says. "We hope that this 'maiden voyage' scientific study sets an example for the scale of science that can be done with a product this big."