Takket være de mange missioner, der har studeret Mars i de senere år, er videnskabsmænd opmærksomme på, at planeten var for ca. 4 milliarder år siden et meget andet sted. Ud over at have en tættere atmosfære var Mars også et varmere og vådere sted med flydende vand, der dækkede meget af planetens overflade. Desværre, da Mars mistede sin atmosfære i løbet af hundreder af millioner af år, forsvandt disse oceaner gradvist.
Hvornår og hvor disse oceaner dannet har været genstand for meget videnskabelig undersøgelse og debat. Ifølge en ny undersøgelse foretaget af et team af forskere fra UC Berkeley, var eksistensen af disse oceaner knyttet til fremkomsten af det vulkanske Tharis-system. De teoretiserer yderligere, at disse oceaner dannede sig flere hundrede millioner år tidligere end forventet og ikke var så dybe som tidligere antaget.
Undersøgelsen med titlen "Tidspunkt for oceaner på Mars fra kystlinjedeformation" dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift Natur. Undersøgelsen blev udført af Robert I. Citron, Michael Manga og Douglas J. Hemingway - en kandidatstuderende, professor og postdoktoralt forsker fra henholdsvis Institut for Jord- og Planetenskab og Center for Integrativ Planetary Science ved UC Berkeley (henholdsvis).
Som Michael Manga forklarede i en nylig pressemeddelelse fra Berkeley News:
”Antagelsen var, at Tharsis dannede sig hurtigt og tidligt snarere end gradvist, og at verdenshavene kom senere. Vi siger, at verdenshavene foregår og ledsager lavaudstrømningen, der gjorde Tharsis. ”
Debatten om størrelsen og omfanget af Mars 'tidligere oceaner skyldes nogle uoverensstemmelser, der er blevet observeret. I det væsentlige, når Mars mistede sin atmosfære, ville dens overfladevand have frosset for at blive underjordisk permafrost eller flygte ud i rummet. De videnskabsfolk, der ikke tror, at Mars engang havde oceaner, peger på det faktum, at estimaterne af, hvor meget vand der kunne være skjult eller mistet, ikke stemmer overens med skøn over havets størrelser.
Hvad mere er, isen, der nu er koncentreret i polarhætterne, er ikke nok til at skabe et hav. Dette betyder, at der enten var mindre vand på Mars, end tidligere skøn antyder, eller at en anden proces var ansvarlig for vandtab. For at løse dette skabte Citron og hans kolleger en ny model af Mars, hvor verdenshavene dannede sig før eller på samme tid som Mars 'største vulkaniske træk - Tharsis Montes, for ca. 3,7 milliarder år siden.
Da Tharsis var mindre på det tidspunkt, forårsagede det ikke det samme niveau af skorpedeformation, som det gjorde senere. Dette ville især have været tilfældet for de sletter, der dækker mest den nordlige halvkugle og antages at have været en gammel havbund. I betragtning af at denne region ikke var underlagt den samme geologiske ændring, der ville være kommet senere, ville den have været lavere og holdt omkring halvdelen af vandet.
”Antagelsen var, at Tharsis dannede sig hurtigt og tidligt snarere end gradvist, og at verdenshavene kom senere,” sagde Manga. ”Vi siger, at verdenshavene foregår og ledsager lavaudstrømningen, der gjorde Tharsis.”
Derudover teoretiserede teamet også, at den vulkanske aktivitet, der skabte Tharsis, måske har været ansvarlig for dannelsen af Mars 'tidlige oceaner. Grundlæggende ville vulkanerne have spydt gasser og vulkansk aske ind i atmosfæren, hvilket ville have ført til en drivhuseffekt. Dette ville have opvarmet overfladen til det punkt, at flydende vand kunne dannes, og også skabt underjordiske kanaler, der gjorde det muligt for vand at nå de nordlige sletter.
Deres model tæller også andre tidligere antagelser om Mars, som er, at dens foreslåede kystlinjer er meget uregelmæssige. I det væsentlige varierer det, der antages at have været "vandfront" -egenskab på det gamle Mars, i højden så meget som en kilometer; mens kystlinjer på jorden er på jorden. Dette kan også forklares med væksten i den vulkanske region Tharsis for ca. 3,7 milliarder år siden.
Ved hjælp af aktuelle geologiske data om Mars kunne teamet spore, hvordan de uregelmæssigheder, vi ser i dag, kunne have dannet sig over tid. Dette ville være begyndt, da Mars første ocean (Arabien) begyndte at danne sig for 4 milliarder år siden og var ved for at se de første 20% af Tharsis Montes vækst. Efterhånden som vulkanerne voksede, blev landet deprimeret, og kystlinjen skiftede over tid.
Tilsvarende kan de uregelmæssige kystlinjer af et efterfølgende hav (Deuteronilus) forklares ved denne model ved at indikere, at den dannede sig i løbet af de sidste 17% af Tharsis 'vækst - for ca. 3,6 milliarder år siden. Isidis-funktionen, der ser ud til at være et gammelt søebed lidt fjernet fra kysten af Utopia, kunne også forklares på denne måde. Da jorden deformerede, ophørte Isidis med at være en del af det nordlige hav og blev en forbundet søbund.
”Disse kystlinjer kunne have været placeret af en stor krop flydende vand, der eksisterede før og under placeringen af Tharsis, i stedet for bagefter,” sagde Citron. Dette er bestemt i overensstemmelse med den observerbare virkning, som Tharsis Mons har haft på topografien af Mars. Det skaber ikke kun en bule på den modsatte side af planeten (det vulkanske Elysium-kompleks), men et massivt canyonsystem imellem (Valles Marineris).
Denne nye teori forklarer ikke kun, hvorfor tidligere skøn over vandmængden i de nordlige sletter var unøjagtige, den kan også redegøre for dalenetværkene (skåret af strømmende vand), der dukkede op på samme tid. Og i de kommende år kan denne teori testes af robotmissionerne, som NASA og andre rumfartsbureauer sender til Mars.
Overvej NASAs indenrigsundersøgelse ved hjælp af Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight) -missionen, som er planlagt til lancering i maj 2018. Når den når Mars, vil denne lander bruge en pakke med avancerede instrumenter - som inkluderer et seismometer, temperatursonde og radiovidenskabsinstrument - til at måle Mars interiør og lære mere om dets geologiske aktivitet og historie.
NASA forventer blandt andet, at InSight muligvis kan registrere resterne af Mars 'gamle hav frosset i det indre og muligvis endda flydende vand. Ved siden af Mars 2020 rover, the ExoMars 2020og eventuelle besætningsopgaver forventes disse bestræbelser at give et mere komplet billede af Mars fortid, som vil omfatte, hvornår større geologiske begivenheder fandt sted, og hvordan dette kunne have påvirket planetens hav og kystlinjer.
Jo mere vi lærer om, hvad der skete på Mars i løbet af de sidste 4 milliarder år, jo mere lærer vi om de kræfter, der formede vores solsystem. Disse undersøgelser går også langt mod at hjælpe forskere med at bestemme, hvordan og hvor livsbærende forhold kan dannes. Dette (håber vi) vil hjælpe os med at finde livet i et andet stjernesystem en dag!
Holdets fund var også genstand for et papir, der blev præsenteret denne uge på den 49. Lunar and Planetetary Science-konference i The Woodlands, Texas.
Yderligere nyheder: Berkeley News, Natur
