Was ist mit dem Mars passiert? Wenn Mars und Erde einst ähnlich waren, wie Wissenschaftler denken, was ist dann mit dem ganzen Wasser passiert? Gab es früher genug, um das Leben zu unterstützen?
Dank der Neugier des Mars Science Laboratory (MSL) erhalten wir ein besseres Bild des alten Mars und dessen, was er vor Milliarden von Jahren durchgemacht hat. Eine neue in Nature Geoscience veröffentlichte Studie besagt, dass der Mars wahrscheinlich abwechselnd nass und trocken war, bevor er zu der kalten, trockenen Wüste wurde, die er jetzt ist. Zumindest der Gale Crater.
Der Gale Crater ist ein etwa 150 km breites Einschlagbecken, das Curiosity seit August 2012 erforscht. Der Krater ist ein faszinierender Ort, um das Bild des Wassers auf dem alten Mars zusammenzusetzen, weil es möglicherweise gewesen ist ein See auf einmal. Es zeigt auch Hinweise auf Kanäle, die von fließendem Wasser geschnitzt wurden.
Seit seiner Ankunft im Gale Crater hat Curiosity Mineralsalze gefunden, die sich in Gegenwart von Wasser bilden. Die Autoren dieses neuen Papiers kamen zu dem Schluss, dass es sich um flache Salzwasserteiche handelt, die im Laufe der Zeit wiederholt überflutet und ausgetrocknet sind, da der Mars langsam zu dem trockenen Planeten wurde, der er heute ist. Das Papier trägt den Titel "Ein Intervall mit hohem Salzgehalt im alten Gale-Kratersee auf dem Mars".
Der Hauptautor des Papiers ist William Rapin von Caltech. In einer Pressemitteilung sagte er: „Wir sind zum Gale Crater gegangen, weil er diese einzigartige Aufzeichnung eines sich verändernden Mars bewahrt. Zu verstehen, wann und wie sich das Klima auf dem Planeten zu entwickeln begann, ist ein weiteres Rätsel: Wann und wie lange konnte der Mars das mikrobielle Leben an der Oberfläche unterstützen? "
Das Verständnis, wie Wasser auf der Oberfläche des Mars existierte, ist der Schlüssel zum Verständnis des dort möglicherweise lebenden mikrobiellen Lebens. Wenn es zeitweise nass und trocken wäre, hätte dies das Leben eingeschränkt.
Einige der wichtigsten Beweise für diese abwechselnden Perioden von Nässe und Trockenheit wurden in zwei Merkmalen gefunden, die als "Old Soaker" und "Sutton Island" bezeichnet werden. Old Soaker ist eine Felsplatte mit einem Muster von Rissen, sogenannten Austrocknungsrissen, die sich möglicherweise gebildet haben, als eine Schlammschicht vor über 3 Milliarden Jahren getrocknet wurde. Das Netzwerk der Risse zeigt abwechselnd nasse und trockene Perioden an.
Sutton Island ist ein 150 Meter hohes Stück Sedimentgestein, das Salzlake enthält. Aber die Sole auf Sutton Island ist etwas anders.
Wenn ein Körper aus frischem Wasser austrocknet, hinterlässt er normalerweise reine Salzkristalle. Aber die Salze von Sutton Island sind Mineralsalze, kein Speisesalz. Sie werden auch mit Sedimenten kombiniert. Dies ist ein ziemlich überzeugender Beweis dafür, dass es Trockenperioden gab, in denen sich die Salze bilden konnten, und Nässeperioden, in denen sich Sedimente ablagerten. In ihrer Arbeit sagen die Autoren, dass sie das Ergebnis einer "extremen Verdunstungskonzentration" sind.
Um diese Beobachtungen in einen Zusammenhang zu bringen, denken Sie an den Gale Crater selbst. Es ist ein massiver Einschlagkrater, der im Laufe der Zeit sowohl mit wind- als auch mit wassergetragenen Sedimenten gefüllt wurde, die hart wurden. Als der Planet trocknete, gab es kein Sediment mehr auf Wasserbasis, und das Material, das den Krater füllte, erodierte.
Mt. Scharf ist das Hauptmerkmal des Kraters, und Curiosity ist damit beschäftigt, ihn zu besteigen. Während es über die verschiedenen Höhen im Gale Crater fährt, entdeckt es verschiedene Episoden in der Geschichte des Mars und findet Beweise sowohl visuell als auch durch Bohren und Studieren von Gesteinsproben.
Laut dem Hauptautor William Rapin könnten die Gewässer im Gale Crater einigen Merkmalen hier auf der Erde ähnelt haben, und diese könnten etwas Licht auf das werfen, was Curiosity auf dem Mars findet.
Rapin glaubt, dass die Seen im Gale Crater den Salzseen im südamerikanischen Altiplano ähnlich gewesen sein könnten, auch bekannt als Bolivian Plateau oder Andean Plateau. Der Altiplano ist ein hochgelegener, trockener Ort mit geschlossenen Becken ähnlich dem Gale Crater. Diese Seen sind stark vom Klima beeinflusst.
"In trockeneren Zeiten werden die Altiplano-Seen flacher und einige können vollständig austrocknen", sagte Rapin in einer Pressemitteilung. "Die Tatsache, dass sie vegetationsfrei sind, lässt sie sogar ein bisschen wie den Mars aussehen."
Aber das Netzwerk von Rissen in Old Soaker und die Sole in Sutton Island sind nur zwei Beweisstücke, die Perioden von Nässe und Trockenheit zeigen. Als Curiosity durch den Gale Crater gereist ist und den Mt. Scharf, es wurden andere Hinweise auf Nass-Trocken-Zyklen über lange Zeiträume gefunden. Und diese Zeiten waren nicht schön und ordentlich; Sie waren chaotisch.
"Wenn wir den Mount Sharp besteigen, sehen wir einen allgemeinen Trend von einer feuchten zu einer trockeneren Landschaft", sagte der Wissenschaftler des Curiosity-Projekts, Ashwin Vasavada vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. "Aber dieser Trend trat nicht unbedingt linear auf. Wahrscheinlicher war es chaotisch, einschließlich trockenerer Perioden, wie wir sie auf Sutton Island sehen, gefolgt von feuchteren Perioden, wie wir sie in der „lehmhaltigen Einheit“ sehen, die Curiosity heute erforscht. "
In den unteren Bereichen des Gale Crater hat Curiosity Sedimentschichten gefunden, die ordentlich erscheinen, als ob sie sich im Laufe der Zeit sanft auf dem Grund eines Sees ablagern würden. Aber jetzt findet Curiosity andere Merkmale, einschließlich großer Felsstrukturen, die auf eine chaotischere, energiereichere Formation hindeuten, als ob sie sich in schnell fließenden Bächen oder in einem Gebiet bilden würden, das viel Wind ausgesetzt ist.
Eine solche Funktion ist "Teal Ridge". Teal Ridge und andere Merkmale, die sich aus Wind und fließendem Wasser bilden, nehmen eher eine geneigte Form an als das sanfte Sediment, das sich am Grund eines Sees ansammelt. Sobald diese geneigten Sedimente ausgehärtet sind, sehen sie aus wie Teal Ridge.
Laut Teammitglied Chris Fedo, einem Sedimentgesteinsspezialisten der University of Tennessee, ist das Auffinden dieser geneigten Merkmale ein wichtiger Beweis. „Das Auffinden geneigter Schichten stellt eine große Veränderung dar, bei der die Landschaft nicht mehr vollständig unter Wasser ist. Wir haben vielleicht die Ära der tiefen Seen hinter uns gelassen. “
Die Neugier hat die sogenannte "tonhaltige Einheit" erforscht. Sie hat stratigraphische Beweise für sehr bedeutende Umweltveränderungen wie Sutton Island und Old Soaker gefunden. Das nächste Ziel sollte mehr davon bieten.
Der Rover steuert auf die schwefelhaltige Einheit weiter oben auf dem Berg zu. Scharf. Es wird ein paar Jahre dauern, dieses Gebiet zu erkunden und Felsstrukturen zu untersuchen. Das Vorhandensein von Schwefel zeigt an, dass der Bereich einmal feucht, aber ausgetrocknet war. Wenn Curiosity feststellt, dass die trockeneren Bedingungen lange anhielten, könnte dies bedeuten, dass die tonhaltige Einheit eine Zwischen- oder Übergangsphase ist.
"Wir können nicht sagen, ob wir noch Wind- oder Flussablagerungen in der lehmhaltigen Einheit sehen, aber wir sind uns sicher, dass es definitiv nicht dasselbe ist wie das, was vorher kam oder was vor uns liegt", sagte Fedo.
Mt. Sharp hat sich als wichtiger Beweis für das Verständnis der Geschichte des Mars erwiesen. Das Vorhandensein von Wasser in der Vergangenheit wurde bestätigt, aber die Geschichte, wie und wann es kam und ging, wird noch herausgefunden.
Der Wissenschaftler des Kuriositätsprojekts, Ashwin Vasavada von JPL, sagte bereits im Juni: „Jede Schicht dieses Berges ist ein Puzzleteil. Sie alle enthalten Hinweise auf eine andere Ära in der Geschichte des Mars. “
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