Tarkastelemalla Marsin pohjoisen tasangon syvän kraatterin mineralogiaa ja vertaamalla sitä eteläisen pallonpuoliskon alueiden rakenteisiin, tutkijat ovat havainneet, että laajalle levinnyt nestemäinen vesi muutti todennäköisesti suurimman osan Punaisen planeetan kuoresta noin 4 miljardia vuotta sitten. Uudet havainnot eivät kuitenkaan tue muita viimeaikaisia tutkimuksia, jotka viittaavat siihen, että Marsin pohjoisosassa sijaitseva jättiläinen valtameri olisi peitetty.
Mars Express OMEGA -instrumentin ja Mars Reconnaissance Orbiterin CRISM-instrumentin avulla John Carter Bibringistä Pariisin yliopistossa Orsayssa, Ranskassa, yhdessä ryhmän tutkijoiden kanssa Ranskasta ja Yhdysvalloista, tutki suuria kraattereita ja löysi mineraaleja, jotka olisivat voineet muodostua vain veden läsnäolo. "Olemme havainneet hydratoituneita mineraaleja noin 10 näistä kraattereista", Carter kertoi Space Magazine -lehteelle, ja päättelemme, että muinainen kuori muuttui samalla tavalla sekä etelässä että pohjoisessa hyvin varhaisessa ympäristössä, joka oli paljon lämpimämpi ja kosteampi kuin tänään. ”
Carter lisäsi, että Marsin vesihistoriassa tämä tarkoittaa nestemäistä vettä, joka oli olemassa varhaisen Marsin lähellä ja sen pinnalla planeettamittakaavassa, eikä sitä ole rajoitettu eteläisen ylämaan valittuihin alueisiin.
Marsilla on kaksiarvoisuus pohjoisen ja etelän välillä (lue aikaisempi artikkeli ”Marsin kaksi kasvot selitettiin), joten etelä on muinainen, voimakkaasti rappeutunut ja korkealla, mutta pohjoinen on sileä ja matalalla tasangolla. Se on myös paljon nuorempi ja vähemmän rappeutunut kuin eteläinen. Tämä johtuu tulivuorenvaihtomenetelmistä, jotka täyttivät osan alaa ja siis poistivat kaikki entiset rakenteet.
Carter ja hänen tiiminsä aloittivat työnsä tutkimuksen perusteella satoja Marsin eteläisen pallonpuoliskon kohteita, joissa havaittiin olevan hydratoituneita mineraaleja, jotka muodostuivat pinnalle tai sen lähelle noin 4 miljardia vuotta sitten kosteassa ja lämpimässä ympäristössä. Vaikka nykyään Mars ei kykene ylläpitämään nestemäistä vettä pinnallaan, tutkijat tiesivät aikaisemman geologisen ja morfologisen näytön perusteella, että eteläisellä pallonpuoliskolla oli ollut melko heikko hydrologinen järjestelmä.
Jos Marsin pohjoisella pallonpuoliskolla olevat mineraalit olisivat muodostuneet veden läsnä ollessa, kyseiset mineraalit olisi haudattu laajalle levinneen ja voimakkaan laavavirtauksen kautta, joka tapahtui noin 3 miljardia vuotta sitten, pinnoittaen planeetan kyseistä aluetta. Vaikutuskraattereihin tutustuminen antaa kuitenkin ikkunan Marsin menneisyyteen tunkeutumalla alas laavavirtauksen läpi, samoin kuin alla olevan kuoren suihkut paloiksi läheisen pinnan yli.
Carterin mukaan OMEGA: n ja CRISM: n tiedot osoittavat, että mineraaliyhdistelmät näiden pohjoisessa olevien kraattereiden sisällä ja niiden ympäristössä ovat hyvin samanlaisia kuin mitä eteläisillä muinaisilla ylängöillä, kuten fyllosilikaatit tai muut hydratoidut silikaatit, nähdään.
"Työmme laajentaa näkemystämme nestemäisestä vedestä muinaisella Marsilla", Carter sanoi sähköpostissa, "levittäen sitä suurimmalle osalle planeettaa, ja se voi myös rajoittaa pohjoisen pallonpuoliskon muutoksen ajoitusta sen muodostumiseen nähden."
Toinen johtopäätös, Carter sanoi, on, että nämä havainnot voivat olla rajoituksia, kun Mars olisi voinut mahdollisesti edistää elämän muodostumista. ”Pääskenaario, joka selittää kaksijakoisuuden, on vino isku Marsin ja oikean kokoisen taivaankappaleen välillä, hävittäen ja sulaten näin suuren osan Marsin pohjoisesta pallonpuoliskosta. Tällainen vaikutus olisi varmasti tuhonnut kaikki olemassa olevat hydratoituneet mineraalit syvyyksissä, joissa niitä näemme, tai luulemme niiden tulevan. Siten veden vakauskausi tapahtui todennäköisesti tämän jättiläismäisen vaikutuksen jälkeen, eikä se kestänyt kauan (korkeintaan useita satoja miljoonia vuosia). Siksi työmme voi tarjota alarajan tälle aikakaudelle. ”
Carter kertoi, että hänen tiiminsä havainnot osoittavat, että pohjoisen ylängön jättiläisestä valtamereskenaariosta, jolle julkaistiin vasta viime viikolla asiakirja, oli kyse näistä olosuhteista. "Useiden tutkimusryhmien aikaisemmat työt ovat tosiasiallisesti osoittaneet, että jättiläisellä pohjoisella valtamerellä ei ole todennäköisyyttä alle 3 miljardia vuotta vanhemmalla Marsilla, kuten useat tutkijat ovat oletaneet", hän sanoi. ”Tällaiselle valtamerelle ei ole morfologista tai mineraloogista näyttöä. Noin kymmeneen Marsin pohjoisen tasangon kraatteristamme, joista löysimme hydratoituneita mineraaleja, löysimme myös mafisia mineraaleja, kuten oliviinia. Tämä oliviini on melkein kaikkialla pohjoisissa tavallisissa kraatereissa, ja suurin osa siitä on muuttumaton. Nestemäinen vesi muuttaa oliviinia erittäin helposti, joten jättiläismeren, joka olisi upottanut kaikki nämä kraatterit, olisi pitänyt muuttaa kaikkia olivineja, ja näin on harvoin. "
Carter kertoi, että kraatterien tutkiminen kiertoradalta tarjoaa vähän haastetta. ”On vaikea esimerkiksi erottaa kiviä kiertoradalta, jonka törmäys on mahdollisesti kaivanut tai tosiaan muodostunut törmäyksen jälkeen, kun lämpö vapautui ja olemassa oleva vesi ja / tai jää vuorovaikutuksessa kallion kanssa muodostavat uusia mineraaleja muodostaen hydrotermisen ympäristöissä. Esittelimme artikkelissamme useita syitä, miksi kaivoksen skenaariota suositaan vaikutuksen jälkeiseen hydrotermiseen skenaarioon. "
Mutta Marsin kraatterit tarjoavat paremman tutkimuksen menneisyydestä kuin maan kraatterit, koska kraattereita voi esiintyä Marsissa miljardeja vuodessa ilman suurta hajoamista, kun taas maan vedessä, tektoniikka ja kasvien kasvu pyrkivät salaamaan ja muuttamaan kraatterit. Carter sanoi, että Marsin kaivettua materiaalia ei muuta Punaisen planeetan nykyinen erittäin kuiva, viileä ympäristö.
Tämä uusi tutkimus ilmestyy 25. Kesäkuuta 2010 ilmestyvässä numerossa Science.
Lähteet: AAAS / Science, sähköpostinvaihto John Carterin kanssa
