Forskere observerte først Medusae Fossae-formasjonen (MFF) på 1960-tallet, takket være innsatsen fra Mariner romfartøy. Denne enorme avsetningen av myk, sedimentær bergart strekker seg omtrent 1 000 km langs ekvator og består av bølgende åser, brå mesas og nysgjerrige rygger (aka. Yardangs) som ser ut til å være et resultat av vinderosjon. Dessuten ga en uvanlig støt på toppen av denne formasjonen også opphav til en UFO-konspirasjonsteori.
Unødvendig å si at formasjonen har vært en kilde til vitenskapelig nysgjerrighet, med mange geologer som forsøkte å forklare hvordan den kunne ha dannet seg. I følge en ny studie fra Johns Hopkins University, var regionen et resultat av vulkansk aktivitet som fant sted på den røde planeten for mer enn 3 milliarder år siden. Disse funnene kan ha drastiske konsekvenser for forskernes forståelse av Mars 'indre og til og med dets potensial for beboelighet.
Studien - som nylig dukket opp i Journal of Geophysical Research: Planets under tittelen “The Density of the Medusae Fossae Formation: Implications for its Composition, Origin, and Importance in Martian History” - ble utført av Lujendra Ojha og Kevin Lewis, en Blaustein-stipendiat og en assisterende professor i avdelingen for jord- og planetenskap ved henholdsvis Johns Hopkins University.
Ojhas tidligere arbeid inkluderer å finne bevis på at vann på Mars forekommer i sesongmessig saltlake strømmer på overflaten, som han oppdaget i 2010 som en bachelorstudent. Lewis har i mellomtiden viet mye av sin akademiske karriere seg til en grundig studie av naturen til sedimentær berg på Mars for å bestemme hva denne geologiske referansen kan fortelle oss om den klodens tidligere klima og levedyktighet.
Som Ojha forklarte, er studien av Medusa Fossae-formasjonen sentral for å forstå Mars geologiske historie. På samme måte som Tharsus Montes-regionen, ble denne formasjonen dannet i en tid da planeten fremdeles var geologisk aktiv. "Dette er et enormt forekomst, ikke bare i marsskala, men også når det gjelder solsystemet, fordi vi ikke kjenner til noe annet forekomst som er slik," sa han.
I utgangspunktet er sedimentær berg et resultat av fjellstøv og rusk som samler seg på en planetens overflate og blir herdet og lagdelt over tid. Disse lagene fungerer som en geologisk registrering, som indikerer hvilke typer prosesser som fant sted på overflaten på det tidspunktet lagene ble avsatt. Når det gjelder Medusae Fossae-formasjonen, var forskere usikre på om vind, vann, is eller vulkanutbrudd var ansvarlig for forekomstene.
Tidligere ble det gjort radarmålinger av formasjonen som antydet at Medusae Fosssae hadde en uvanlig sammensetning. Forskere var imidlertid usikre på om formasjonen var laget av svært porøs stein eller en blanding av stein og is. For studiens skyld brukte Ojha og Lewis tyngdekraftsdata fra forskjellige Mars-bane for å måle formasjonens tetthet for første gang.
Det de fant var at berget er uvanlig porøs og omtrent to tredjedeler så tett som resten av Marsskorpen. De brukte også data om radar og tyngdekraft for å vise at formasjonens tetthet var for stor til å kunne forklares med tilstedeværelsen av is. Av dette konkluderte de med at den sterkt porøse bergarten måtte ha blitt avsatt av vulkanutbrudd da Mars fremdeles var geologisk aktiv - ca. 3 milliarder år siden.
Da disse vulkanene eksploderte og kastet aske og stein i atmosfæren, ville materialet da falt tilbake til overflaten, bygget opp lag og strømmet ned åser. Etter nok tid ville asken sementert i stein, som sakte ble erodert over tid av martianske vinder og støvstormer, og la formasjonsforskerne se det i dag. I følge Ojha antyder disse nye funnene at Mars 'indre er mer sammensatt enn tidligere antatt.
Mens forskere i en tid har visst at Mars har noen flyktige stoffer - dvs. vann, karbondioksid og andre elementer som blir gass med svak temperaturøkning - i skorpen som tillater periodiske eksplosive utbrudd på overflaten, trengte den slags utbrudd å lage Medusa Fossae-regionen ville vært enorm. Dette indikerer at planeten kan ha enorme mengder flyktige stoffer i sitt indre. Som Ojha forklarte:
“Hvis du skulle distribuere Medusae Fossae globalt, ville det laget et 9,7 meter (32 fot) tykt lag. Gitt den store størrelsen på denne forekomsten, er den virkelig utrolig fordi den innebærer at magmaen ikke bare var rik på flyktige stoffer, og at den måtte være flyktig-rik i lengre perioder. ”
I tillegg ville denne aktiviteten hatt en drastisk innvirkning på Mars ’tidligere beboelighet. I utgangspunktet ville dannelsen av Medusae Fossae-formasjonen skjedd i løpet av et sentralt punkt i Mars 'historie. Etter at utbruddet skjedde, ville massive mengder karbondioksid og (mest sannsynlig) metan blitt kastet ut i atmosfæren og forårsake en betydelig drivhuseffekt.
I tillegg indikerte forfatterne at utbruddet ville ha kastet ut nok vann til å dekke Mars i et globalt hav med en tykkelse på mer enn 9 cm. Denne resulterende drivhuseffekten ville vært nok til å holde Mars 'overflate varm til det punktet at vannet ville forbli i flytende tilstand. På samme tid ville utvisning av vulkanske gasser som hydrogensulfid og svoveldioksid forandret kjemien til Mars overflate og atmosfære.
Alt dette ville hatt en drastisk innvirkning på klodens potensielle beboelighet. Dessuten viser den nye studien, som Kevin Lewis antydet, at gravitasjonsundersøkelser har potensial til å tolke Mars 'geologiske registrering. "Fremtidige gravitasjonsundersøkelser kan bidra til å skille mellom is, sedimenter og stollende bergarter i den øvre jordskorpen," sa han.
Å studere Mars overflateegenskaper og geologisk historie er mye som å skrelle en løk. Med hvert lag vi skreller tilbake, får vi et nytt stykke av puslespillet, som sammen legger opp til en rik og variert historie. I de kommende årene og tiårene vil flere robotoppdrag studere den røde planetenes overflate og atmosfære som forberedelse til et eventuelt besetningsoppdrag innen 2030-årene.
Alle disse oppdragene vil tillate oss å lære mer om Mars varmere, våtere fortid og om hvorvidt kan ha eksistert der på et tidspunkt (eller kanskje fortsatt gjør det!)
