Forskere observerede først Medusae Fossae Formation (MFF) i 1960'erne takket være indsatsen fra Mariner rumfartøj. Denne massive deponering af blød, sedimentær klippe strækker sig ca. 1.000 km (621 mi) langs ækvator og består af bølgende bakker, pludselige mesas og nysgerrige rygter (alias yardangs), der ser ud til at være resultatet af vinderosion. Hvad mere er, en usædvanlig ujævnhed oven på denne formation dannede også anledning til en UFO-konspirationsteori.
Naturligvis har dannelsen været en kilde til videnskabelig nysgerrighed, hvor mange geologer forsøgte at forklare, hvordan den kunne have dannet sig. Ifølge en ny undersøgelse fra Johns Hopkins University var regionen resultatet af vulkansk aktivitet, der fandt sted på den røde planet for mere end 3 milliarder år siden. Disse fund kan have drastiske konsekvenser for forskernes forståelse af Mars 'indre og endda dets tidligere potentiale for beboelsesevne.
Undersøgelsen - som for nylig dukkede op i Journal of Geophysical Research: Planeter under titlen "The Density of the Medusae Fossae Formation: Implications for its Composition, Origin and Importance in Martian History" - blev udført af Lujendra Ojha og Kevin Lewis, en Blaustein-lærd og en adjunkt i afdelingen for Jord- og planetarisk videnskab på henholdsvis Johns Hopkins University.
Ojhas tidligere arbejde inkluderer at finde bevis for, at vand på Mars forekommer i sæsonbestemt saltvandstrøm på overfladen, som han opdagede i 2010 som en bachelorstuderende. Lewis har i mellemtiden dedikeret meget af sin akademiske karriere til en dybdegående undersøgelse af arten af sedimentær klippe på Mars med henblik på at bestemme, hvad denne geologiske rekord kan fortælle os om denne klods tidligere klima og levedygtighed.
Som Ojha forklarede, er undersøgelsen af Medusa Fossae-formationen central for forståelsen af Mars geologiske historie. Ligesom Tharsus Montes-regionen blev denne formation dannet på et tidspunkt, hvor planeten stadig var geologisk aktiv. ”Dette er en massiv aflejring, ikke kun i en Martian skala, men også med hensyn til solsystemet, fordi vi ikke kender til noget andet depositum, der er som dette,” sagde han.
Grundlæggende er sedimentær sten resultatet af stenstøv og snavs, der ophobes på en planets overflade og bliver hærdet og lagdelt over tid. Disse lag fungerer som en geologisk registrering, hvilket angiver, hvilke typer processer der foregik på overfladen på det tidspunkt, hvor lagene blev afsat. Når det kommer til Medusae Fossae-dannelsen, var videnskabsmændene i tvivl om, vind, vand, is eller vulkanudbrud var ansvarlige for aflejringerne.
Tidligere blev der foretaget radarmålinger af formationen, der antydede, at Medusae Fosssae havde en usædvanlig sammensætning. Forskerne var imidlertid usikre på, om dannelsen var lavet af meget porøs sten eller en blanding af sten og is. Af hensyn til deres undersøgelse brugte Ojha og Lewis tyngdekraftsdata fra forskellige Mars-kredsløb for at måle formationens densitet for første gang.
Hvad de fandt var, at klippen er usædvanligt porøs og omkring to tredjedele lige så tæt som resten af Marsskorpen. De brugte også data om radar og tyngdekraft for at vise, at formationens densitet var for stor til at kunne forklares med tilstedeværelsen af is. Fra dette konkluderede de, at den stærkt porøse klippe måtte have været deponeret af vulkanudbrud, da Mars stadig var geologisk aktiv - ca. 3 milliarder år siden.
Da disse vulkaner eksploderede og kastede aske og sten i atmosfæren, ville materialet derefter være faldet tilbage til overfladen, opbygge lag og strømme ned ad bakker. Efter tilstrækkelig tid ville asken have cementeret sig i sten, der langsomt eroderet med tiden af Martianvind og støvstorme, hvilket lader formationsforskerne se det i dag. Ifølge Ojha antyder disse nye fund, at Mars 'indre er mere kompleks end tidligere antaget.
Mens forskere i nogen tid har vidst, at Mars har nogle flygtige stoffer - dvs. vand, kuldioxid og andre elementer, der bliver gas med svage temperaturstigninger - i dens skorpe, der muliggør periodiske eksplosive udbrud på overfladen, krævede den slags udbrud at skabe Medusa Fossae-regionen ville have været enorm. Dette indikerer, at planeten kan have enorme mængder flygtige stoffer i sit indre. Som Ojha forklarede:
”Hvis du skulle distribuere Medusae Fossae globalt, ville det gøre et 9,7 meter (32 fod) tykt lag. I betragtning af denne store deponering er det virkelig utroligt, fordi det indebærer, at magmaen ikke kun var rig på flygtige stoffer, og at den også måtte være flygtig-rig i lange perioder. ”
Derudover ville denne aktivitet have haft en drastisk indflydelse på Mars 'tidligere beboelsesevne. Grundlæggende ville dannelsen af Medusae Fossae-dannelsen have fundet sted under et centralt punkt i Mars 'historie. Efter udbruddet ville massive mængder kuldioxid og (mest sandsynligt) metan være blevet kastet ud i atmosfæren, hvilket medførte en betydelig drivhuseffekt.
Derudover angav forfatterne, at udbruddet ville have kastet ud nok vand til at dække Mars i et globalt hav med en tykkelse på mere end 9 cm. Denne resulterende drivhuseffekt ville have været tilstrækkelig til at holde Mars 'overflade varm til det punkt, at vandet ville forblive i en flydende tilstand. På samme tid ville udvisning af vulkangasser som hydrogensulfid og svovldioxid have ændret kemien på Mars 'overflade og atmosfære.
Alt dette ville have haft en drastisk indflydelse på klodens potentielle beboelsesevne. Desuden viser den nye undersøgelse, som Kevin Lewis påpegede, at gravitationsundersøgelser har potentiale til at fortolke Mars 'geologiske registrering. ”Fremtidige tyngdekraftsundersøgelser kan hjælpe med at skelne mellem is, sedimenter og stødende klipper i den øverste jordskorpe,” sagde han.
At studere Mars overfladefunktioner og geologiske historie er meget som at skrælle en løg. Med hvert lag, vi skræller tilbage, får vi et andet stykke af puslespillet, der sammen tilføjer en rig og varieret historie. I de kommende år og årtier vil flere robotopgaver studere den røde planets overflade og atmosfære som forberedelse til en eventuel besætningsmission i 2030'erne.
Alle disse missioner giver os mulighed for at lære mere om Mars varmere, vådere fortid, og om hvorvidt der måske har eksisteret der på et tidspunkt (eller måske stadig gør det!)
