Fra 2016 blev Mars den faste bopæl for ikke mindre end otte robotmissioner, en kombination af orbiters, rovere og landere. Mellem omfattende undersøgelser af den Martiske atmosfære og overflade har forskere lært en hel del om planetens historie og evolution. De har især afsløret omfangsrige mængder af bevis for, at Mars engang havde flydende vand på dens overflade.
Det seneste bevis herfor fra University of Texas i Austin, hvor forskere har produceret en undersøgelse, der beskriver, hvordan vand deponerede sediment i Mars 'Aeolis Dorsa-region. I henhold til deres forskning indeholder dette område omfattende sedimentære aflejringer, der fungerer som en historisk fortegnelse over Mars, der katalogiserer den indflydelse, som vandbaseret erosion har spillet over tid.
Undersøgelsen med titlen "Fluvial Stratigraphy of Valley Fills at Aeolis Dorsa, Mars: Evidence for Base-Level Fluctuations Controlled by a Downstream Water Body", dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift GeoScienceWorld. Anført af Benjamin D. Cardenas - en geolog ved Jackson School of Geosciences ved University of Texas i Austin - undersøgte teamet satellitdata fra Aeolis Dorsa-regionen for at studere strukturen af sedimentære aflejringer.
I årevis har Aeolis Dorsa været af interesse for videnskabsmænd, da den indeholder nogle af de mest tæt-pakket sedimentære lag på Mars, som blev deponeret af strømmende vand (også kaldet fluviale aflejringer). Disse aflejringer er synlige fra bane på grund af den måde, de har gennemgået en proces, der er kendt som "topografisk inversion" - som består af aflejringer, der fylder lave flodkanaler, og derefter bliver udført for at skabe snittede dale.
Pr. Definition er indskårne dale topografiske lav produceret af ”flod” -erosion - dvs. relateret til en flod eller flodbred. På Jorden er disse dale ofte skabt af stigende havniveau og derefter fyldt med sediment som et resultat af faldende havniveau. Når havets niveau stiger, skæres dale fra landskabet, når vandet bevæger sig ind i landet; og når havets niveau falder, deponerer tilbagetrækkende farvande sediment i dem.
Ifølge undersøgelsen har denne proces skabt en mulighed for geofysikere og planetvidenskabsmænd til at observere Mars 'geologiske registrering i tre dimensioner og på tværs af betydelige afstande. Som Cardenas fortalte Space Magazine via e-mail:
”Sedimentære klipper registrerer generelt oplysninger om miljøerne, under hvilke de blev deponeret. Fluviale (flod) aflejringer registrerer specifikt oplysninger om, hvordan floder vandrede sideværts, hvordan de forværres lodret, og hvordan disse ting ændrede sig over tid. ”
Her på Jorden er statologien (dvs. orden og placering af sedimentære lag) af sedimentære klipper i generationer brugt af geologer til at placere begrænsninger for, hvordan forholdene var på vores planet for milliarder af år siden. Det har kun været i den nylige historie, at undersøgelsen af sedimentære lag er blevet brugt til at placere begrænsninger for, hvordan miljøforholdene var på andre planetariske organer (som Mars) for milliarder af år siden.
De fleste af disse undersøgelser har imidlertid produceret data, som ikke har været i stand til at løse sedimentæremballage i undermålerens skala. I stedet er satellitbilleder blevet brugt til at definere stratigrafiske forhold i stor skala, såsom afsætningsmønstre langs tidligere vandkanaler. Med andre ord har undersøgelserne fokuseret på at katalogisere eksistensen af fortidens vandstrømme på Mars mere end hvad der er sket siden da.
Som Cardenas antydede, tog han og hans team en anden tilgang, som anså, at Mars har oplevet ændringer i de sidste 3,5 milliarder år. Som han forklarede:
”Generelt har der været antagelsen om, at meget af den martiske overflade ikke er særlig anderledes end for 3,5 milliarder år siden. Vi gør en indsats for at demonstrere, at den moderne overflade i vores studieområde, Aeolis Dorsa, er resultatet af begravelse, opgradering og ikke-ens erosion, og det kan ikke antages, at den moderne overflade overhovedet repræsenterer den gamle overflade. Vi prøver virkelig at vise, at det, vi ser i dag, de funktioner, vi kan måle i dag, er sedimentære aflejringer af floder og ikke faktiske floder. Dette er utroligt vigtigt at indse, når du begynder at fortolke dine observationer, og det er ofte et glip af punkt. ”
Af hensyn til deres forskning brugte Cardenas og hans team stereopar med billeder i høj opløsning og topografiske data taget af Context Camera (CTX) og High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) ombord på Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Disse data blev derefter kombineret med den integrerede software til billedoptagere og spektrometre (ISIS) - en digital billedbehandlingspakke, der bruges af U.S. Geological Survey (USGS) - og NASAs Ames Stereo Pipeline.
Disse behandlede de parrede billeder til topografiske data i høj opløsning og digitale elevationsmodeller (DEM), som derefter blev sammenlignet med data fra Mars Orbiting Laser Altimeter (MOLA) instrumentet ombord på Mars Global Surveyor (MSG). Det endelige resultat var en række DEM'er, der var størrelsesordener højere med hensyn til opløsning end noget, der tidligere var produceret.
For alt dette var Cardenas og hans kolleger i stand til at identificere stablingsmønstre i de fluviale aflejringer, bemærkede ændringer i sedimentationsformer og foreslog mekanismer til deres oprettelse. Derudover introducerede teamet en splinterny metode til måling af strømningsretningen for floder, der efterlod disse aflejringer, som gjorde det muligt for dem at se, hvordan landskabet har ændret sig i de sidste par milliarder år.
"Undersøgelsen viser, at der var en stor vandmasse på Mars ~ 3,5 milliarder år siden, og at denne vandmasse steg og faldt i volumen langsomt til, at flodsedimentering havde tid til at justere stilarter," sagde Cardenas. ”Dette er mere på linje med langsommere klimaændringer og mindre på linje med katastrofale hydrologiske begivenheder. Aeolis Dorsa er placeret langs hypotese kystlinjer af et gammelt nordhav på Mars. Det er interessant at finde kystnære flodaflejringer i Aeolis Dorsa, men det hjælper ikke os med at begrænse størrelsen på vandkroppen (sø, hav osv.) ”
I det væsentlige konkluderede Cardenas og hans kolleger, at - i lighed med Jorden - faldende og stigende vandstand i et stort vandforekomst tvang dannelsen af paleo-dale i deres studieområde. Og på en måde, der ligner det, der sker på Jorden i dag, blev floder, der dannede sig i kystregioner, stærkt påvirket af ændringer i vandstanden i et stort, nedstrøms vandmasse.
I nogen tid har det været noget af en forudgående konklusion, at Mars's overflade er død, og dens funktioner er frosset i tid. Men som denne undersøgelse demonstrerede, har landskabet gennemgået betydelige ændringer, siden det mistede sin atmosfære og overfladevand. Disse fund vil uden tvivl være genstand for interesse, da vi kommer tættere på at montere en besætningsmission til Marsoverfladen.
