Et georadar ombord på NASA’s rover afslører skjulte flodstrukturer under Jezero-krateret
Under Mars’ røde, tilsyneladende døde overflade gemmer sig et vidnesbyrd om en svunden tid fuld af floder og aflejringer. Instrumenterne på NASA’s rover har vist, at vand i området omkring Jezero-krateret var aktivt langt tidligere og i langt længere tid, end overfladeobservationerne hidtil har antydet.
Et georadar på roveren har afsløret skjulte strukturer af flodaflejringer under krateret, hvilket skriver hele vandhistorien for dette sted om — hundredvis af millioner år tilbage.
Hvad Perseverance bekræftede efter landing i Jezero-krateret
Forskere fra Perseverance-missionen har fremlagt beviser for, at vandsystemer i krateret fungerede allerede i den tidlige Noachian-periode, altså for 3,7 til 4,1 milliarder år siden. Den hidtil kendte delta ved kraterets vestlige rand tilhører en yngre episode.
Efter landingen i februar 2021 bekræftede roveren disse antagelser. Spektrometre registrerede karbonater i kraterbunden — mineraler, der er typiske for aflejringer dannet i tilstedeværelse af vand. Højtopløselige kameraer fangede den fine struktur af sedimenter direkte i deltaet ved Jezeros vestbred.
Nyere resultater fra georadaret ombord på Perseverance tyder dog på, at vandhistorien for dette sted begyndte langt tidligere og havde flere faser, end de synlige bjergarter på overfladen antydede.
Sådan giver georadaret et kig under Mars’ overflade
For at se dybere udstyrede NASA’s ingeniører Perseverance med et instrument velkendt fra geofysiske, bygnings- og arkæologiske arbejder på Jorden: et georadar, der trænger ned i undergrunden. Denne type udstyr scanner normalt fundamenter, vejdæmninger og arkæologiske udgravningssteder uden behov for boring og gravning.
Princippet er overraskende enkelt. En antenne udsender korte impulser af elektromagnetiske bølger med høj frekvens ned i undergrunden. Disse bølger bevæger sig gennem bjergarter og sedimenter og reflekteres delvist ved grænseflader mellem lag med forskellige egenskaber. Modtageren registrerer signalets returneringstid, hvilket gør det muligt at rekonstruere dybden og formen af de enkelte strukturer under overfladen.
Perseverances georadar belyser de underjordiske lag i Jezero-krateret ned til en dybde på cirka 35 meter og skaber noget, der ligner et tværsnit af en svunden søbund. Ifølge eksperter fra NASA giver dette instrument et helt nyt perspektiv på områdets geologiske historie.
Skjulte kanaler og sedimenter afslører gamle floder under Jezero
Under kørsler i den ydre del af Jezero-krateret skabte georadaret lineære tværsnit under overfladen langs roverens rute. Analysen af disse tværsnit afslørede en overraskende kompleks sedimentstruktur ned til en dybde på cirka 35 meter.
De opdagede strukturer omfatter:
- Lag arrangeret i en svag vinkel, som antyder tidligere skråninger af undersøiske sedimentsprog
- Karakteristiske linseformede former fortolket som sandede fyldninger af gamle flodlejer
- Skiftende pakker af finkornede og grovkornede sedimenter, typiske for systemer med varierende vandgennemstrømning
- Omfattende lagdelte strukturer, der vidner om langvarig sedimentering
- Tegn på slyngede vandløb, der ændrede retning i løbet af geologisk tid
- Sedimentære mønstre svarende til jordiske delta- og alluviale systemer
Forskerne overvejer flere scenarier: et system af slyngede floder, en aflejringskugle, der breder sig ved mundingen af en gammel dal, eller et forgrenet flodnetværk. I hvert af disse tilfælde måtte vand have strømmet i tilstrækkelig lang tid til at opbygge store, tykke sedimentpakker — synlige i dag som omfattende strukturer under den tidligere søbund.
Geologisk datering skubber vandhistorien hundredvis af millioner år tilbage
I Mars’ geologiske tidsskala skelner forskere mellem flere epoker. Den synlige delta i den vestlige del af Jezero tilhører en yngre episode — altså slutningen af Noachian-perioden og begyndelsen af Hesperian.
De strukturer, georadaret har identificeret i undergrunden, peger derimod på et aktivt flodsystem allerede i den tidlige Noachian. Det skubber begyndelsen af den våde fase i denne region hundredvis af millioner år tilbage. Ifølge forskere fra University of California og Norwegian University of Science and Technology er dette et afgørende skift i forståelsen af Mars’ klima.
Jo tidligere og jo længere vand holdt sig i Jezero-krateret, desto bredere er tidsvinduet for de processer, der på Jorden førte til fremkomsten af mikrobiologisk liv. Hvis floder virkelig var aktive i krateret over en lang geologisk periode, kan deres sedimenter have forseglet spor af eventuelle mikroorganismer — ligesom flod- og deltasandsten på Jorden ofte indeholder fossiler eller kemiske signaler fra svundne biosfærer.
Hvorfor det var nødvendigt at kigge under den røde planets overflade
På Mars har vinderosion gennem milliarder af år eroderet en del af bjergarterne, men mange ligger stadig skjult. Fra kredsløbsbanen ser man kun det øverste lag — som et tyndt bogsomslag. De mest interessante kapitler er dog gemt dybere nede. Georadaret gør det muligt at kortlægge denne skjulte geologi uden brug af bor.
Det er hurtigere og langt sikrere end blindt serieboringer. Med en sådan underjordisk tomografi kan forskere afgøre, hvilke steder der egner sig bedst til udtagning af bjergkerner til fremtidig transport til Jorden. Mars Sample Return-programmet planlægger at returnere prøver i løbet af det næste årti.
Succesen med instrumentet på Perseverance har også konstruktionsmæssige konsekvenser. Det viser, at lette georadarer er værd at inkludere i fremtidige missioner — ikke kun til Mars, men også til andre legemer i solsystemet: Månen, Jupiters måner eller asteroider.
Hvad de nye opdagelser betyder for jagten på liv på Mars
Jo længere vand holdt sig ét sted, desto større er chancen for, at der opstod et stabilt miljø, der støttede organisk kemi og potentielle mikroorganismer. Jezero-krateret indtager nu en endnu mere markant plads i dette scenarie end tidligere. Hvis flodaflejringer virkelig afsatte materiale over en lang geologisk periode, bliver de et prioriteret mål i jagten på biosignaturer.
Forskere fra NASA og European Space Agency planlægger fremtidige missioner rettet mod netop de dybere lag. Georadaret har leveret et kort over, hvor boring lover det højeste videnskabelige udbytte. Ifølge eksperter fra Jet Propulsion Laboratory i Pasadena er dette et gennembrud i vores forståelse af Mars’ beboelighed.
For at give en fornemmelse af situationen i Jezero-krateret kan man trække på eksempler fra Jorden. Store deltaer som Nilen eller Mississippi består af mange lagdelte faser. En flod ændrer fra tid til anden sit hovedleje, afskærer gamle arme og opbygger nye aflejringskugler. Fra oven ser man ét nuværende udløb — men under det gemmer sig arkiver fra svundne strømningsfaser. Præcis sådan en skjult landskab fangede georadaret på Mars, blot adskillige milliarder år ældre.
