Mars, foto via Pixabay
For ca. 3, 5 milliarder år siden begyndte Mars at skifte fra et vådere, varmere klima til den tørre og kolde planet, vi ser i dag. Denne periode med geologisk forandring, kendt som den Hesperiske tidsalder, var en turbulent tid. Den røde planet så udbredte vulkanudbrud og katastrofale oversvømmelser, da smeltet is skyndte ud i brede krater og dannede søer. Disse naturkatastrofer skar et netværk af bassiner i dens overflade, kaldet udstrømningskanaler, eroderer terrænet og omformer planetens landskab. Den nøjagtige afslutning af denne geologiske periode i Mars 'historie er ukendt, men forskere giver et groft skøn for 3 milliarder år siden.
Senere blev mange af disse udstrømningskanaler dækket med lava og begravet bevis for Mars 'geologiske historie. Men nu viser et nyt kort over planetens undergrund for første gang, hvordan en af disse nedgravede kanaler ser ud i tre dimensioner. Resultaterne, der blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Science, rekonstruerer Marte Vallis, den største af de yngste kanaler på Mars. Marte Vallis ligger i Elysium Planitia-regionen, en vidde af sletter langs ækvator og den yngste vulkanske region på planeten .
Hvis du vil oprette 3D-kortet, forskerne brugte data fra Shallow Radar, en enhed der søger efter flydende eller frossent vand under Mars 'skorpe. Teknologien, der er kendt som SHARAD, er ombord på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter-rumfartøj, der i øjeblikket kredser planeten for at undersøge sit klima. SHARADs orbital-lydende radar fungerer på samme måde som medicinsk billeddannelsesscanninger. Den sender signaler til overfladen, hvoraf nogle automatisk springer tilbage til rumfartøjet. De signaler, der ikke let hopper tilbage, kan trænge ind i Mars 'skorpe og registrere nedgravede strukturer, før de vender tilbage til enheden. Dataene vises i todimensionale tværsnit, som derefter er samlet sammen for at opbygge 3D-repræsentationen. På denne måde blev et dybt rillet sæt kanaler afsløret.
3D-visualisering af de nedgravede Marte Vallis-kanaler under Mars's overflade. Billede via Smithsonian Institution / NASA / JPL-Caltech / Sapienza University of Rome / MOLA Team / USGS
Systemet med kanaler, der er et sted mellem 10 millioner og en halv milliard år gammelt, strækker sig 60 miles i bredden og strækker sig over mere end 600 miles i længden. Fra det, der kan ses af Marte Vallis fra overfladen, ligner kanalerne i struktur som mere gamle kanalsystemer, der spores til Hesperian , men lavaen, der havde skjult mange af deres funktioner, gjorde det vanskeligt for forskere at foretage nøjagtige skøn over dens dybde.
De nye data afslører, at erosionens omfang for Marte Vallis faktisk var blevet undervurderet: den 25 km brede hovedkanal er mindst dobbelt så dyb end tidligere tilnærmede indikationer. Kortet viser flere perched kanaler, der indføres i den dybere og bredere hovedkanal. Disse kanaler lå engang langs en række af fire øer, som oversvømmelse eroderet i tårnformede bakker.
Forskerne fandt, at funktionernes geometri svarer til planetens ældste kanaler, som er mindre tilsløret af lava, hvilket gør dem lettere at studere. Dette antyder også, at Marte Vallis kunne have været udskåret fuldstændigt af vand, siger hovedundersøgelsesforfatter Gareth Morgan, en geolog ved National Air and Space Museums Center for Earth and Planetetary Studies. Faktisk accepterer de fleste Mars-forskere, at udstrømningskanaler på Mars blev skåret af vand. Lava udskærer også tunneler gennem termisk erosion, der opvarmer terrænet, men Morgan siger, at denne proces er umulig for erosionens omfang ved Marte Valle-kanalerne. Hastigheden af det farende vand er også mere effektiv ved erosion, da strømmen af lava, der kan sætte sig fast på klippen, siger Morgan. Derudover skaber lava tunneler, der ikke er så brede - typisk kun adskillige miles over - så sammenkolvede tunneler kunne ikke tage højde for kanalernes brede størrelse.
Ved hjælp af kortet var forskerne også i stand til at præcisere kilden til oversvømmelsesvandet: en nu begravet del af Cerberus Fossae-bruddet, en række sprækker i planetens overflade. Forskerne hævder, at vand fra et reservoir dybt under Mars 'overflade blev frigivet ved nærliggende tektonisk eller vulkansk aktivitet, og det arbejdede hurtigt for at danne kanalerne. Disse kanaler ville have været en kortvarig affære, ”siger Morgan. ”Bruddet ville have forbundet dette grundvand til overfladen. Efter en kort varighed på uger eller måneder ville kilden være opbrugt. ”
Men hvorfor var vand i dette reservoir i en tid, hvor det antages, at resten af Mars var tør? Vand, mener forfatterne, kunne have samlet sig i akviferer under overfladen under Hesperian. Dette vand hypotetisk kunne have været stabilt i flydende form længe efter at Hesperian sluttede. Morgan mener, at 3D-kortet kunne give mere bevis for at understøtte denne hypotese, hvilket viser, at Mars var et vådt sted i det nyere - i modsætning til langt gamle - fortid.
Mere end 20 lignende udstrømningskanaler er spredt på overfladen af planeten og strækker sig hundreder af kilometer lange. De mest fremtrædende er beliggende i Chryse Planitia, en cirkulær vulkansk slette på den nordlige halvkugle af Mars. Den største, Kasei Valles, løber 1.500 miles langs sletten.
Kataklysmiske oversvømmelser som dem, der formede Mars 'kanaler, er ikke unikke for den røde planet. For ca. 14.000 år siden sprang den største kendte oversvømmelse på Jorden fra Missoula-søen, en forhistorisk vandmasse, der eksisterede i slutningen af den sidste istid i nutidens Montana. Farvandet eroderede en del af landskabet i Washington-staten og dannede Channeled Scablands, et terræn, der ligner Mars-udstrømningskanaler. Marte Vallis 'hovedkanal anslås at være mellem 226 og 371 fod dyb, en dybde, der kan sammenlignes med Channeled Scablands.
Så hvis Mars 'ekspansive udstrømningskanaler blev dannet ved at skylle vand, forbliver spørgsmålet: Hvor er det hele siden?
Nogle af det fordampede, drev hen til planetens poler og udfældede som is på polarhætter, Siger Morgan. I lighed med dem, vi har på Jorden, er de polære ender på den røde planet dækket i milstykke islag. Vandet kunne også have samlet sig i lavvandede områder under overfladen, hvor det også frøs ned - i 2008 bekræftede NASAs Phoenix-mission, at der findes is i den porøse jord, der udgør store dele af planetens overflade.
En anden mulighed, siger Morgan, er, at det gamle vand igen slap dybt under jorden og dannede et stort reservoir, der venter på sin chance for at oversvømme igen.
