Roveren fant at gulvet til Jezero-krateret består av vulkanske bergarter som har samhandlet med vann.
Forskere fikk en overraskelse da NASAs Perseverance Mars-rover begynte å undersøke steiner på gulvet i Jezero-krateret våren 2021: Fordi krateret holdt en innsjø for milliarder av år siden, hadde de forventet å finne sedimentær stein, som ville ha dannet seg når sand og gjørme bosatte seg i et en gang vannholdig miljø. I stedet oppdaget de at gulvet var laget av to typer magmatisk bergart – en som ble dannet dypt under jorden fra magma, den andre fra vulkansk aktivitet på overflaten.
Funnene er beskrevet i fire nye artikler publisert torsdag 25. august. I Science gir en oversikt over Perseverances utforskning av kraterbunnen før den ankom Jezeros eldgamle elvedelta i april 2022; en andre studie i det samme tidsskriftet beskriver karakteristiske bergarter som ser ut til å ha dannet seg fra en tykk kropp av magma. De to andre artikler, publisert i Science Advances, beskriver de unike måtene som Perseverances steinfordampende laser og jordgjennomtrengende radar etablerte at magmatiske bergarter dekker kraterbunnen.
Tidens stein
Magmatiske bergarter er utmerkede tidtakere: Krystaller i dem registrerer detaljer om det nøyaktige øyeblikket de ble dannet.
“En stor verdi av de magmatiske bergartene vi samlet inn er at de vil fortelle oss om da innsjøen var til stede i Jezero. Vi vet at det var der mer nylig enn de magmatiske kraterbunnene ble dannet, sier Ken Farley fra Caltech, Perseverances prosjektforsker og hovedforfatter av den første av de nye Science-artiklene. “Dette vil ta opp noen store spørsmål: Når var Mars klima gunstig for innsjøer og elver på planetens overflate, og når endret det seg til de veldig kalde og tørre forholdene vi ser i dag?”
Men på grunn av hvordan den dannes, er ikke magmatisk bergart ideell for å bevare de potensielle tegnene på eldgammelt mikroskopisk liv Utholdenhet søker etter. I motsetning til dette kan det være utfordrende å bestemme alderen til sedimentær bergart, spesielt når den inneholder bergartsfragmenter som ble dannet til forskjellige tider før bergarten ble avsatt. Men sedimentær bergart dannes ofte i vannrike miljøer som er egnet for liv og er flinkere til å bevare eldgamle tegn på liv.
Det er derfor det sedimentrike elvedeltaet Perseverance har utforsket siden april 2022 har vært så fristende for forskere. Roveren har begynt å bore og samle inn kjerneprøver av sedimentære bergarter der slik at Mars Sample Return-kampanjen kan potensielt returnere dem til jorden for å bli studert av kraftig laboratorieutstyr som er for stort til å bringes til Mars.
Mystiske magma-formede bergarter
En annen artikkel publisert i Science løser et mangeårig mysterium på Mars. For mange år siden oppdaget Mars-baner en steinformasjon fylt med mineralet olivin. Denne formasjonen måler omtrent 70 000 kvadratkilometer – nesten på størrelse med South Carolina – og strekker seg fra innerkanten av Jezero-krateret og inn i den omkringliggende regionen.
Forskere har tilbudt ulike teorier om hvorfor olivin er så rikelig over et så stort område av overflaten, inkludert meteorittnedslag, vulkanutbrudd og sedimentære prosesser. En annen teori er at olivinen ble dannet dypt under jorden fra sakte avkjølende magma – smeltet stein – før den ble eksponert over tid av erosjon.
Yang Liu fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Sør-California og hennes medforfattere har bestemt at siste forklaring er den mest sannsynlige. Utholdenhet slipte en stein for å avsløre dens komposisjon; Ved å studere den eksponerte flekken, fant forskerne seg inn på olivinens store kornstørrelse, sammen med bergartens kjemi og tekstur.
Ved å bruke Perseverances planetariske instrument for røntgenlitokjemi, eller PIXLbestemte de at olivinkornene i området målte 1 til 3 millimeter – mye større enn man ville forvente for olivin som ble dannet i raskt avkjølende lava på planetens overflate.
“Denne store krystallstørrelsen og dens ensartede sammensetning i en spesifikk steintekstur krever et svært saktekjølende miljø,” sa Liu. “Så, mest sannsynlig, brøt ikke denne magmaen i Jezero ut på overflaten.”
Unike vitenskapelige verktøy
De to Science Advances-artiklene beskriver funnene av vitenskapelige instrumenter som bidro til å fastslå at magmatiske bergarter dekker kraterbunnen. Instrumentene inkluderer Perseverance’s SuperCam laser og en bakkepenetrerende radar kalt RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment).
SuperCam er utstyrt med steinfordampende laser som kan zappe et mål så lite som en blyantspiss fra opptil 20 fot (7 meter) unna. Den studerer den resulterende dampen ved å bruke et spektrometer for synlig lys for å bestemme en steins kjemiske sammensetning. SuperCam zappet 1450 poeng i løpet av Perseverances første 10 måneder på Mars, og hjalp forskere med å komme frem til sin konklusjon om magmatiske bergarter på kraterbunnen.
I tillegg brukte SuperCam nær-infrarødt lys – det er det første instrumentet på Mars med den evnen – for å finne ut at vann endret mineraler i kraterbunnen. Endringene var imidlertid ikke gjennomgående i hele kraterbunnen, i henhold til kombinasjonen av laser- og infrarøde observasjoner.
“SuperCams data tyder på at enten disse steinlagene ble isolert fra Jezeros innsjøvann eller at innsjøen eksisterte i en begrenset varighet,” sa Roger Wiens, SuperCams hovedetterforsker ved Purdue University og Los Alamos National Laboratory.
RIMFAX markerer en annen førsteplass: Mars-baner bærer bakkepenetrerende radarer, men ingen romfartøy på overflaten av Mars har før Perseverance. Å være på overflaten, kan RIMFAX gi enestående detaljer, og undersøkte kraterbunnen så dypt som 50 fot (15 meter).
Dens høyoppløselige “radargrammer” viser berglag som uventet skråner opp til 15 grader under jorden. Å forstå hvordan disse steinlagene er ordnet kan hjelpe forskere med å bygge en tidslinje for Jezero-kraterets formasjon.
“Som det første slike instrument som opererer på overflaten av Mars, har RIMFAX demonstrert den potensielle verdien av en bakkepenetrerende radar som et verktøy for utforskning av undergrunnen,” sa Svein-Erik Hamran, RIMFAXs hovedetterforsker ved Universitetet i Oslo i Norge. .
Vitenskapsteamet er begeistret over det de har funnet så langt, men de er enda mer begeistret for vitenskapen som ligger foran oss.
Mer om misjonen
Et nøkkelmål for Perseverances oppdrag på Mars er astrobiologi, inkludert søket etter tegn på eldgammelt mikrobielt liv. Roveren vil karakterisere planetens geologi og tidligere klima, bane vei for menneskelig utforskning av den røde planeten, og være det første oppdraget for å samle og cache marsstein og regolit (knust stein og støv).
Påfølgende NASA-oppdrag, i samarbeid med ESA (European Space Agency), ville sende romfartøy til Mars for å samle disse forseglede prøvene fra overflaten og returnere dem til jorden for grundig analyse.
Mars 2020 Perseverance-oppdraget er en del av NASAs Moon to Mars-utforskningstilnærming, som inkluderer Artemis oppdrag til månen som vil bidra til å forberede menneskelig utforskning av den røde planeten.
JPL, som administreres for NASA av Caltech i Pasadena, California, bygde og administrerer driften av Perseverance-roveren.
For mer om utholdenhet:
mars.nasa.gov/mars2020/
Nyheter Mediekontakter
Andrew Bra
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California.
818-393-2433
[email protected]
Karen Fox / Alana Johnson
NASAs hovedkvarter, Washington
301-286-6284 / 202-358-1501
[email protected] / [email protected]