Wat is er met Mars gebeurd? Als Mars en de aarde ooit vergelijkbaar waren, zoals wetenschappers denken, wat is er dan met al het water gebeurd? Was er vroeger genoeg om het leven te ondersteunen?
Dankzij de Mars Science Laboratory (MSL) Curiosity krijgen we een beter beeld van het oude Mars en wat het miljarden jaren geleden heeft meegemaakt. Een nieuwe studie gepubliceerd in Nature Geoscience zegt dat Mars waarschijnlijk afwisselend nat en droog was, voordat het de ijskoude, droge woestijn werd die het nu is. Of tenminste, Gale Crater deed het.
Gale Crater is een impactbassin van ongeveer 150 km (100 mijl) breed, en Curiosity verkent het sinds augustus 2012. De krater is een intrigerende plek om te proberen het beeld van water op het oude Mars samen te voegen, omdat het mogelijk is geweest een meer tegelijk. Het toont ook bewijs van kanalen die zijn gesneden door stromend water.
Sinds de aankomst in Gale Crater heeft Curiosity minerale zouten gevonden die zich vormen in aanwezigheid van water. De auteurs van dit nieuwe artikel concludeerden dat ze het bewijs zijn van ondiepe vijvers met zout water die in de loop van de tijd herhaaldelijk overstroomden en opdroogden, terwijl Mars langzaam de droge planeet werd die het nu is. Het artikel is getiteld "Een interval met een hoog zoutgehalte in het oude Gale-kratermeer op Mars."
De hoofdauteur van het artikel is William Rapin van Caltech. In een persbericht zei hij: 'We zijn naar Gale Crater gegaan omdat het dit unieke record van een veranderende Mars bewaart. Begrijpen wanneer en hoe het klimaat op aarde begon te evolueren, is een stukje van een andere puzzel: wanneer en hoe lang was Mars in staat om microbieel leven aan de oppervlakte te ondersteunen? "
Begrijpen hoe water op het oppervlak van Mars bestond, is de sleutel tot het begrijpen van elk microbieel leven dat daar mogelijk heeft geleefd. Als er periodes van nat en droog zouden zijn, zou dat het leven hebben beperkt.
Enkele van de belangrijkste bewijzen voor deze afwisselend natte en droge periodes werden gevonden in twee kenmerken, genaamd "Old Soaker" en "Sutton Island". Old Soaker is een stuk steen met een patroon van scheuren, genaamd droogscheuren, die zich mogelijk hebben gevormd toen een laag modder meer dan 3 miljard jaar geleden opdroogde. Het netwerk van scheuren geeft afwisselend nat en droog aan.
Sutton Island is een 150 meter (500 voet) hoog stuk sedimentair gesteente dat pekel bevat. Maar de pekel op Sutton Island is een beetje anders.
Typisch, wanneer een hoeveelheid zoet water opdroogt, laat het pure zoutkristallen achter. Maar de zouten van Sutton Island zijn minerale zouten, geen tafelzout. Ze worden ook gecombineerd met sedimenten. Dat is behoorlijk overtuigend bewijs dat er periodes van droogte waren waardoor de zouten zich konden vormen, en periodes van nattigheid, wanneer sedimenten werden afgezet. In hun paper zeggen de auteurs dat ze het resultaat zijn van 'extreme verdampingsconcentratie'.
Om deze observaties in context te plaatsen, denk aan Gale Crater zelf. Het is een enorme inslagkrater die in de loop van de tijd gevuld was met zowel door de wind als door water gedragen sediment dat verhardde. Terwijl de planeet droogde, was er geen watergedragen sediment meer en het materiaal dat de krater vulde, erodeerde.
Mt. Sharp is het belangrijkste kenmerk van de krater en Curiosity is druk bezig deze te beklimmen. Terwijl het over de verschillende hoogten in de Gale Crater reist, ontdekt het verschillende afleveringen in de geschiedenis van Mars, waarbij hij zowel visueel bewijs vindt als door boormonsters te boren en te bestuderen.
Volgens hoofdauteur William Rapin hebben de waterlichamen in de Gale-krater misschien op sommige functies hier op aarde geleken, en die zouden enig licht kunnen werpen op wat Curiosity op Mars vindt.
Rapin denkt dat de meren in Gale Crater vergelijkbaar zijn geweest met zoute meren in de Altiplano in Zuid-Amerika, ook wel bekend als het Boliviaanse plateau of het Andes-plateau. De Altiplano is een hooggelegen, droge plaats met gesloten bekkens die lijken op de Gale Crater. Die meren worden sterk beïnvloed door het klimaat.
"Tijdens drogere periodes worden de Altiplano-meren ondieper en kunnen sommige volledig uitdrogen", zei Rapin in een persbericht. "Het feit dat ze vrij zijn van vegetatie zorgt er zelfs voor dat ze een beetje op Mars lijken."
Maar het netwerk van scheuren in Old Soaker en de pekel op Sutton Island zijn slechts twee bewijsstukken die periodes van nat en droog aantonen. Omdat Curiosity door Gale Crater is gereisd en Mt. Scherp, het heeft ander bewijs gevonden van nat-droog cycli over lange tijdschalen. En die periodes waren niet mooi en netjes; ze waren rommelig.
"Terwijl we Mount Sharp beklimmen, zien we een algemene trend van een nat landschap naar een droger landschap", zegt wetenschapper van het Curiosity Project, Ashwin Vasavada van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "Maar die trend kwam niet noodzakelijk op lineaire wijze voor. Waarschijnlijker was het rommelig, inclusief drogere periodes, zoals wat we zien op Sutton Island, gevolgd door nattere periodes, zoals wat we zien in de 'kleidragende eenheid' die Curiosity vandaag verkent. "
In de lagere gebieden van Gale Crater heeft Curiosity sedimentlagen gevonden die er ordelijk uitzien, alsof ze na verloop van tijd zachtjes op de bodem van een meer zijn afgezet. Maar nu vindt Curiosity andere kenmerken, waaronder grote rotsstructuren, die een meer chaotische, hoogenergetische vorming suggereren, alsof ze zijn gevormd in snelstromende beken of een gebied dat is blootgesteld aan veel wind.
Een voorbeeld van zo'n functie is "Teal Ridge". Teal Ridge en andere kenmerken die door wind en stromend water worden gevormd, nemen een hellende vorm aan, in plaats van het zachte sediment dat zich op de bodem van een meer verzamelt. Zodra die hellende sedimenten verharden, zien ze eruit als Teal Ridge.
Volgens teamlid Chris Fedo, een sedimentair gesteentespecialist van de Universiteit van Tennessee, is het vinden van deze hellende kenmerken belangrijk bewijs. "Het vinden van hellende lagen betekent een grote verandering, waarbij het landschap niet meer helemaal onder water is. Misschien hebben we het tijdperk van diepe meren achter ons gelaten. '
Curiosity heeft onderzoek gedaan naar wat de ‘klei-dragende eenheid’ wordt genoemd. Er zijn stratigrafische bewijzen gevonden van zeer belangrijke veranderingen in het milieu, zoals Sutton Island en Old Soaker. De volgende bestemming zou meer van hetzelfde moeten bieden.
De rover gaat naar de ‘zwavelhoudende eenheid’ hoger op Mt. Scherp. Het zal een paar jaar duren om dat gebied te verkennen en rotsstructuren te onderzoeken. De aanwezigheid van zwavel geeft aan dat het gebied ooit nat was, maar uitgedroogd. Als Curiosity constateert dat de drogere omstandigheden langdurig waren, kan dit betekenen dat de kleidragende eenheid een tussenfase of overgangsfase is.
"We kunnen niet zeggen of we al wind- of rivierafzettingen in de kleidragende eenheid zien, maar we kunnen gerust zeggen dat het zeker niet hetzelfde is als wat er eerder was of wat er in het verschiet ligt", zei Fedo.
Mt. Sharp heeft bewezen het belangrijkste bewijs te zijn bij het begrijpen van de geschiedenis van Mars. De aanwezigheid van water in het verleden is bevestigd, maar de geschiedenis van precies hoe en wanneer het kwam en ging, wordt nog steeds uitgewerkt.
Zoals Curiosity Project-wetenschapper Ashwin Vasavada van JPL in juni zei: “Elke laag van deze berg is een puzzelstukje. Ze hebben elk aanwijzingen voor een ander tijdperk in de geschiedenis van Mars. '
Meer:
- Persbericht: NASA's Curiosity Rover vindt een oude oase op Mars
- Research Paper: Een interval met een hoog zoutgehalte in het oude Gale-kratermeer op Mars
- Space Magazine: Curiosity has the Mother Lode of Clay on the Surface of Mars gevonden
- Onderzoeksartikel: Verdroogingsscheuren bewijzen het drogen van meren op Mars, Sutton Island-lid, Murray-formatie, Gale Crater
