NASA-wetenschappers hebben een grote diversiteit aan mineralen gevonden in de eerste monsters van gesteenten verzameld door de Curiosity-rover in de onderste lagen van Mount Sharp op Mars, wat suggereert dat de omstandigheden in de wateromgevingen op de planeet in de loop van de tijd veranderden.

Curiosity landde in augustus 2012 in de buurt van Mount Sharp in Gale Crater. Het bereikte de voet van de berg in 2014. Lagen van rotsen aan de voet van Mount Sharp verzamelden zich ongeveer 3,5 miljard jaar geleden als sediment in oude meren. Orbitale infraroodspectroscopie had aangetoond dat de onderste lagen van de berg variaties in mineralen hebben die suggereren dat er veranderingen in het gebied hebben plaatsgevonden.

In een onlangs gepubliceerd artikel in Aardse en planetaire wetenschapsbrieven , wetenschappers van de afdeling Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) in het Johnson Space Center van NASA in Houston rapporteren over de eerste vier monsters die zijn verzameld uit de lagere lagen van Mount Sharp.

"We gingen naar Gale Crater om deze lagere lagen van Mount Sharp te onderzoeken die deze mineralen bevatten die uit water zijn neergeslagen en die verschillende omgevingen suggereren, " zei Elizabeth Rampe, de eerste auteur van de studie en een NASA-onderzoeksmissiewetenschapper bij Johnson. "Deze lagen zijn ongeveer 3,5 miljard jaar geleden afgezet, samenvallend met een tijd op aarde toen het leven begon te grijpen. We denken dat de vroege Mars misschien vergelijkbaar was met de vroege aarde, en dus kunnen deze omgevingen bewoonbaar zijn geweest."

De mineralen die zijn gevonden in de vier monsters die zijn geboord nabij de voet van Mount Sharp, suggereren dat er verschillende omgevingen aanwezig waren in de oude Gale Crater. Er zijn aanwijzingen voor wateren met verschillende pH- en variabel oxiderende omstandigheden. De mineralen laten ook zien dat er meerdere brongebieden waren voor de rotsen in "Pahrump Hills" en "Marias Pass."

Het papier rapporteert voornamelijk over drie monsters uit de regio Pahrump Hills. Dit is een ontsluiting aan de voet van Mount Sharp die sedimentaire gesteenten bevat waarvan wetenschappers denken dat ze zijn gevormd in de aanwezigheid van water. Het andere monster, genaamd "Buckskin, " werd vorig jaar gemeld, maar die gegevens zijn verwerkt in het papier.

Het bestuderen van dergelijke rotslagen kan informatie opleveren over de bewoonbaarheid van Mars in het verleden, en het bepalen van mineralen die in de lagen van sedimentair gesteente worden gevonden, levert veel gegevens op over de omgeving waarin ze zijn gevormd. Gegevens verzameld op Mount Sharp met het Chemistry and Mineralogy (CheMin) -instrument op Curiosity toonden een grote diversiteit aan mineralen.

Aan de basis bevinden zich mineralen uit een primitieve magmabron; ze zijn rijk aan ijzer en magnesium, vergelijkbaar met basalt in Hawaii. Hoger gaan in de sectie, wetenschappers zagen meer silica-rijke mineralen. In het voorbeeld van "Telegraph Peak" wetenschappers vonden mineralen vergelijkbaar met kwarts. In het monster "Buckskin", wetenschappers vonden tridymiet. Tridymiet wordt op aarde gevonden, bijvoorbeeld, in rotsen die gevormd zijn door gedeeltelijk smelten van de aardkorst of in de continentale korst - een vreemde bevinding omdat Mars nooit platentektoniek heeft gehad.

In de voorbeelden van "Confidence Hills" en "Mojave 2", wetenschappers vonden kleimineralen, die zich in het algemeen vormen in aanwezigheid van vloeibaar water met een bijna neutrale pH, en daarom zouden goede indicatoren kunnen zijn van vroegere omgevingen die bevorderlijk waren voor het leven. Het andere mineraal dat hier werd ontdekt, was jarosiet, een zout dat zich vormt in zure oplossingen. De jarosiet-bevinding geeft aan dat er op een bepaald moment in deze regio zure vloeistoffen waren.

Er zijn ook verschillende ijzeroxidemineralen in de monsters. Hematiet werd gevonden in de buurt van de basis; alleen magnetiet werd aan de bovenkant gevonden. Hematiet bevat geoxideerd ijzer, terwijl magnetiet zowel geoxideerde als gereduceerde vormen van ijzer bevat. Het type ijzeroxide-mineraal dat aanwezig is, kan wetenschappers vertellen over het oxidatiepotentieel van de oude wateren.

De auteurs bespreken twee hypothesen om deze mineralogische diversiteit te verklaren. Het water van het meer zelf aan de basis oxideerde, dus er was meer zuurstof in de atmosfeer of andere factoren stimuleerden oxidatie. Een andere hypothese - die in de krant naar voren wordt gebracht - is dat vloeistoffen in een later stadium zijn ontstaan. Nadat de rotsafzettingen waren afgezet, wat zuur, oxiderend grondwater het gebied binnengedrongen, waardoor het jarosiet en hematiet neerslaan. In dit scenario, de omgevingsomstandigheden in het meer en in het latere grondwater waren heel anders, maar beide boden vloeibaar water en een chemische diversiteit die door microbieel leven had kunnen worden uitgebuit.

"We hebben al dit bewijs dat Mars ooit erg nat was, maar nu droog en koud is. " zei Rampe. "Vandaag, een groot deel van het water zit als ijs opgesloten in de polen en in de grond op hoge breedtegraden. We denken dat de rotsen die Curiosity heeft bestudeerd, oude veranderingen in het milieu onthullen die plaatsvonden toen Mars zijn atmosfeer begon te verliezen en water verloren ging in de ruimte."

In de krant, de auteurs bespreken of dit specifieke gebied op Mars een teken is van deze gebeurtenis of gewoon een natuurlijke uitdroging van dit gebied. Wetenschappers zullen naar antwoorden op deze vragen zoeken terwijl de rover de berg op beweegt.