Mars Express's OMEGA-instrument tilføjer detaljer til Candor Chasma. Billedkredit: ESA Klik for større billede
Fra tidligere observationer skal Mars have gennemgået vanddrevne processer, som efterlod deres underskrift i overfladestrukturer såsom kanalsystemer og tegn på omfattende vandig erosion. Sådanne observationer indebærer dog ikke nødvendigvis den stabile tilstedeværelse af flydende vand på overfladen over længere tidsperioder i Marshistorien.
De data, der er indsamlet af OMEGA, afslører entydigt tilstedeværelsen af specifikke overflademineraler, som indebærer langsigtet tilstedeværelse af store mængder flydende vand på planeten.
Disse 'hydratiserede' mineraler, såkaldte fordi de indeholder vand i deres krystallinske struktur, giver en klar 'mineralogisk' registrering af vandrelaterede processer på Mars.
I løbet af 18 måneders observationer har OMEGA kortlagt næsten hele overfladen af planeten, generelt med en opløsning mellem en og fem kilometer, med nogle områder med en opløsning på under kilometer.
Instrumentet detekterede tilstedeværelsen af to forskellige klasser af hydratiserede mineraler, 'phyllosilicates' og 'hydrated sulphates', over isolerede, men store områder på overfladen.
Begge mineraler er resultatet af en kemisk ændring af sten. Imidlertid er deres dannelsesprocesser meget forskellige og peger på perioder med forskellige miljøforhold i planetens historie.
Phyllosilicater, såkaldte på grund af deres karakteristiske struktur i tynde lag (‘phyllo’ = tyndt lag), er ændringsprodukter fra stødende mineraler (mineraler med magmatisk oprindelse), der opretholder en langvarig kontakt med vand. Et eksempel på phyllosilicat er ler.
Phyllosilicater blev påvist af OMEGA hovedsageligt i Arabia Terra, Terra Meridiani, Syrtis Major, Nili Fossae og Mawrth Vallis regioner i form af mørke aflejringer eller eroderede udkropsområder.
Hydratiserede sulfater, den anden hovedklasse af hydratiserede mineraler detekteret af OMEGA, er også mineraler af vandig oprindelse. I modsætning til phyllosilicater, der dannes ved en ændring af stødende klipper, dannes hydratiserede sulfater som aflejringer fra saltet vand; de fleste sulfater har brug for at danne et surt vandmiljø. De blev plettet i lagdelte aflejringer i Valles Marineris, udvidede eksponerede aflejringer i Terra Meridiani og inden i mørke klitter i den nordlige polhætte.
Hvornår skete den kemiske ændring af overfladen, der førte til dannelse af hydratiserede mineraler? På hvilket tidspunkt i Mars's historie stod vand i store mængder på overfladen? OMEGAs forskere kombinerede deres data med data fra andre instrumenter og antyder et sandsynligt scenario for, hvad der kan være sket.
”De lerrige, phyllosilikataflejringer, vi har påvist, blev dannet ved ændring af overfladematerialer i de allerførste tider af Mars,” siger Jean-Pierre Bibring, OMEGAs hovedundersøgelsesleder.
”Det ændrede materiale skal være begravet af efterfølgende lavastrømme, vi observerer omkring de plettede områder. Derefter ville materialet have været udsat for erosion på bestemte steder eller udgravet fra en ændret skorpe ved meteoritiske påvirkninger, ”tilføjer Bibring.
Analyse af den omgivende geologiske kontekst kombineret med de eksisterende krateroptællingsteknikker til beregning af den relative alder af overfladefunktioner på Mars placerer dannelsen af phyllosilicater i den tidlige Noachian-æra i den intense kraterperiode. Den Noachian-æra, der varer fra planetens fødsel til ca. 3,8 tusind millioner år siden, er den første og ældste af de tre geologiske epoker på Mars.
”Et tidligt aktivt hydrologisk system skal have været til stede på Mars for at redegøre for den store mængde ler eller phyllosilicater generelt, som OMEGA har observeret,” siger Bibring.
Den langsigtede kontakt med flydende vand, der førte til phyllosilikatdannelsen, kunne have eksisteret og være stabil på Mars's overflade, hvis klimaet var varmt nok. Alternativt kunne hele formationsprocessen have fundet sted ved hjælp af vandet i en varm, tynd skorpe.
OMEGA-data viser også, at sulfataflejringerne er forskellige fra og er dannet efter phyllosilicat. Til dannelse har sulfater ikke brug for en særlig langvarig tilstedeværelse af flydende vand, men vand skal være der, og det skal være surt.
Påvisning og kortlægning af disse to forskellige typer hydratiserede mineraler peger på to store klimatiske episoder i Marshistorien: en tidlig? Noachian? fugtigt miljø, hvor phyllosilicater dannedes, efterfulgt af et mere surt miljø, hvor sulfaterne dannedes. Disse to episoder blev adskilt af en global klimaforandring fra Mars.
”Hvis vi ser på dagens beviser, ville den æra, hvor Mars kunne have været beboelig og vedvarende liv, være den tidlige Noachian, sporet af phyllosilicaterne snarere end sulfaterne. De lermineraler, vi har kortlagt, kunne stadig bevare spor af en mulig biokemisk udvikling på Mars, ”konkluderer Bibring.
Originalkilde: ESA Portal
