Fra og med 2016 ble Mars fast bosted for ikke mindre enn åtte robotoppdrag, en kombinasjon av omløpere, rovere og landere. Mellom omfattende studier av den Martiske atmosfæren og overflaten har forskere lært mye om planetens historie og evolusjon. Spesielt har de avdekket omfangsrike mengder bevis for at Mars en gang hadde rennende vann på overflaten.
Det siste beviset på dette fra University of Texas i Austin, der forskere har produsert en studie som beskriver hvordan vann avsatte sediment i Mars 'Aeolis Dorsa-region. I følge deres forskning inneholder dette området omfattende sedimentære avsetninger som fungerer som en historisk oversikt over Mars, som katalogiserer påvirkningen spilt av vannbasert erosjon over tid.
Studien, med tittelen “Fluvial Stratigraphy of Valley Fills at Aeolis Dorsa, Mars: Evidence for Base-Level Fluctuations Controlled by a Downstream Water Body”, dukket nylig opp i det vitenskapelige tidsskriftet GeoScienceWorld. Anført av Benjamin D. Cardenas - en geolog ved Jackson School of Geosciences ved University of Texas i Austin - undersøkte teamet satellittdata fra Aeolis Dorsa-regionen for å studere strukturen til sedimentære avsetninger.
I årevis har Aeolis Dorsa vært av interesse for forskere siden den inneholder noen av de mest tettpakkede sedimentære lagene på Mars, som ble avsatt av rennende vann (også kalt fluviale avsetninger). Disse forekomstene er synlige fra bane på grunn av måten de har gjennomgått en prosess som er kjent som "topografisk inversjon" - som består av avsetninger som fyller lave elvekanaler, for deretter å bli ekshumert for å skape snittede daler.
Per definisjon er innskårne daler topografiske laver produsert av "elve" -erosjon - dvs. knyttet til en elv eller elvebredden. På jorden er disse dalene ofte skapt av stigende havnivåer, og fylles deretter med sediment som et resultat av fallende havnivåer. Når havnivået stiger, blir dalene kuttet fra landskapet når vannet beveger seg innover i landet; og når havnivået synker, deponerer tilbaketrekkende farvann sediment i dem.
I følge studien har denne prosessen skapt en mulighet for geofysikere og planetforskere til å observere Mars 'geologiske registrering i tre dimensjoner og over betydelige avstander. Som Cardenas fortalte Space Magazine via e-post:
Sedimentære bergarter registrerer generelt informasjon om miljøene de ble deponert under. Fluvialavsetninger registrerer spesifikt informasjon om hvordan elver vandret i sideretningen, hvordan de forverres vertikalt og hvordan disse tingene endret seg over tid.
Her på jorden har statologiene (dvs. orden og plassering av sedimentære lag) av sedimentære bergarter blitt brukt av geologer i generasjoner for å plassere begrensninger for hvordan forholdene var på planeten vår for milliarder av år siden. Det har bare vært i nyere historie at studien av sedimentære lag har blitt brukt til å plassere begrensninger for hvordan miljøforholdene var på andre planetariske kropper (som Mars) for milliarder av år siden.
Imidlertid har de fleste av disse studiene produsert data som ikke har vært i stand til å løse sedimentæremballasje i undermåler skala. I stedet har satellittbilder blitt brukt til å definere stratigrafiske forhold i stor skala, for eksempel avsettingsmønstre langs forbi vannkanaler. Studiene har med andre ord fokusert på å katalogisere eksistensen av tidligere vannstrømmer på Mars mer enn hva som har skjedd siden den gang.
Som Cardenas antydet, tok han og teamet hans en annen tilnærming, som anså at Mars har opplevd endringer de siste 3,5 milliarder årene. Som han forklarte:
Generelt sett har det vært antatt at mye av den martiske overflaten ikke er spesielt annerledes enn for 3,5 milliarder år siden. Vi gjør et forsøk på å demonstrere at den moderne overflaten på studieområdet vårt, Aeolis Dorsa, er et resultat av begravelse, ekshumasjon og ikke-like erosjon, og det kan ikke antas at den moderne overflaten i det hele tatt representerer den gamle overflaten. Vi prøver virkelig å vise at det vi ser i dag, funksjonene vi kan måle i dag, er sedimentære avsetninger av elver, og ikke faktiske elver. Dette er utrolig viktig å innse når du begynner å tolke observasjonene dine, og det er ofte et savnet poeng. "
Av hensyn til forskningen deres brukte Cardenas og teamet hans stereopar med høyoppløselige bilder og topografiske data tatt av Context Camera (CTX) og High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) ombord Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Disse dataene ble deretter kombinert med Integrated Software for Imagers and Spectrometers (ISIS) - en digital bildebehandlingspakke brukt av U.S. Geological Survey (USGS) - og NASAs Ames Stereo Pipeline.
Disse behandlet de sammenkoblede bildene til høyoppløselig topografiske data og digitale elevasjonsmodeller (DEM) som deretter ble sammenlignet med data fra Mars Orbiting Laser Altimeter (MOLA) instrumentet ombord Mars Global Surveyor (MSG). Det endelige resultatet var en serie DEM-er som var størrelsesorden høyere i form av oppløsning enn noe som tidligere er produsert.
For alt dette klarte Cardenas og kollegene å identifisere stablingsmønstre i fluviale avsetninger, bemerket endringer i sedimentasjonsstiler og foreslo mekanismer for å lage dem. I tillegg introduserte teamet en helt ny metode for å måle strømningsretningen til elvene som forlot disse forekomstene, noe som gjorde det mulig for dem å se hvordan landskapet har endret seg de siste milliarder årene.
"Studien viser at det var en stor vannmasse på Mars for 3,5 milliarder år siden, og at denne vannmassen økte og reduserte i volum sakte nok til at elvesedimentasjonen hadde tid til å tilpasse stiler," sa Cardenas. “Dette er mer i tråd med langsommere klimaendringer, og mindre i tråd med katastrofale hydrologiske hendelser. Aeolis Dorsa er plassert langs antydede kystlinjer av et gammelt nordhav på Mars. Det er interessant å finne kystelvavsetninger ved Aeolis Dorsa, men det hjelper ikke oss å begrense størrelsen på vannforekomsten (innsjø, hav, etc.). "
I hovedsak konkluderte Cardenas og kollegene med at fallende og stigende vannstander - i likhet med Jorden - tvang dannelsen av paleodalene i studieområdet. Og på en måte som ligner det som skjer på jorden i dag, var elver som dannet seg i kyststrøkene sterkt påvirket av endringer i vannstanden til en stor, nedstrøms vannforekomst.
I noen tid har det vært noe av en på forhånd konkludert at overflaten til Mars er død, dens funksjoner frosset i tid. Men som denne studien demonstrerte, har landskapet gjennomgått betydelige forandringer siden det mistet atmosfæren og overflatevannet. Disse funnene vil uten tvil være gjenstand for interesse når vi kommer nærmere montering av et besetningsoppdrag til Marsoverflaten.
