Stervormig en zwaluwstaartvormig klein, donkere bulten in fijn gelaagde, heldere gesteente van een Mars-rug worden nauwkeurig bekeken door NASA's Curiosity Mars-rover.

Deze reeks vormen komt geologen bekend voor die gipskristallen hebben bestudeerd die zijn gevormd in drogende meren op aarde, maar het wetenschappelijke team van Curiosity overweegt meerdere mogelijkheden voor de oorsprong van deze functies op "Vera Rubin Ridge" op Mars.

Een onzekerheid die de inspectie van de rover kan oplossen, is de timing van wanneer de kristalvormige kenmerken zijn gevormd, ten opzichte van wanneer lagen sediment zich eromheen verzamelden. Een andere is of het oorspronkelijke mineraal dat in deze vormen kristalliseerde erin blijft of vervolgens is opgelost en door iets anders is vervangen. Antwoorden kunnen wijzen op bewijs van een opdrogend meer of op grondwater dat door het sediment stroomde nadat het in gesteente was gecementeerd.

Het rover-team onderzoekt ook andere aanwijzingen in hetzelfde gebied om meer te weten te komen over de geschiedenis van de Rode Planeet. Deze omvatten stokvormige kenmerken ter grootte van rijstkorrels, minerale aderen met zowel lichte als donkere zones, kleurvariaties in het gesteente, vloeiende horizontale lamellen die meer dan tien keer in dikte van afzonderlijke lagen variëren, en meer dan viervoudige variatie in het ijzergehalte van lokale rotsdoelen die door de rover zijn onderzocht.

"Er is gewoon een schat aan interessante doelen geconcentreerd in dit ene gebied, " zei Curiosity Project Scientist Ashwin Vasavada van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. "Elk is een aanwijzing, en hoe meer aanwijzingen, des te beter. Het wordt leuk om uit te zoeken wat het allemaal betekent."

Vera Rubin Ridge onderscheidt zich als een erosiebestendige band op de noordhelling van de lagere Mount Sharp in Gale Crater. Het was een geplande bestemming voor Curiosity nog voordat de rover in 2012 op de kraterbodem bij de berg landde. De rover begon ongeveer vijf maanden geleden met het beklimmen van de bergkam en heeft nu de top bereikt, zuidelijke rand. Sommige functies hier kunnen te maken hebben met een overgang naar het volgende bestemmingsgebied bergopwaarts, die de "Clay Unit" wordt genoemd vanwege kleimineralen die vanuit een baan zijn gedetecteerd.

Het team reed de rover half januari naar een plek genaamd "Jura" om een ​​gebied te onderzoeken waar - zelfs in beelden vanuit een baan om de aarde - het gesteente merkbaar bleek en grijs is, vergeleken met de rode, hematiethoudend gesteente dat het grootste deel van Vera Rubin Ridge vormt.

"Deze kleine 'V'-vormen trokken echt onze aandacht, maar ze waren helemaal niet de reden dat we naar die rots gingen, " zei Abigail Fraeman van het wetenschapsteam van Curiosity van JPL. "We keken naar de kleurverandering van het ene gebied naar het andere. We hadden het geluk om de kristallen te zien. Ze zijn zo klein, je ziet ze pas als je er recht op hebt."

De kenmerken zijn ongeveer zo groot als een sesamzaadje. Sommige zijn enkele langwerpige kristallen. Algemeen, twee of meer vloeien samen in V-vormige "zwaluwstaarten" of meer complexe "leeuwerikspoot" of sterconfiguraties. "Deze vormen zijn kenmerkend voor gipskristallen, " zei Sanjeev Gupta, een lid van het wetenschapsteam van Curiosity aan het Imperial College, Londen, die dergelijke kristallen in rotsen van Schotland heeft bestudeerd. Gips is een vorm van calciumsulfaat. "Deze kunnen zich vormen wanneer zouten worden geconcentreerd in water, zoals in een verdampend meer."

Het fijn gelamineerde gesteente in de Jura is vermoedelijk het resultaat van sedimentatie van de bodem, zoals het geval is geweest in verschillende lagere, oudere geologische lagen Curiosity heeft onderzocht. Echter, een alternatief voor de kristallen die zich in een verdampend meer vormen, is dat ze veel later zijn gevormd uit zoute vloeistoffen die door de rots bewegen. Dat is ook een soort bewijs dat Curiosity heeft gedocumenteerd in meerdere geologische lagen, waar ondergrondse vloeistoffen kenmerken afzetten zoals minerale aderen.

Sommige rotsdoelen die in het Jura-gebied zijn onderzocht, hebben tweekleurige minerale aderen die zijn gevormd nadat de sedimenten van het meer tot gesteente waren uitgehard. Helderdere porties bevatten calciumsulfaat; donkere porties bevatten meer ijzer. Sommige kenmerken in de vorm van gipskristallen lijken donkerder dan gips, zijn verrijkt met ijzer, of zijn leeg. Dit zijn aanwijzingen dat het oorspronkelijke kristalliserende materiaal mogelijk is vervangen of verwijderd door latere effecten van ondergronds water.

De kleine, stokvormige kenmerken werden voor het eerst gezien twee dagen voordat Curiosity de Jura bereikte. Alle onbewerkte afbeeldingen van Mars-rovers worden snel online geplaatst, en sommigen die de "stokjes" lieten zien, trokken de aandacht van de nieuwsmedia door ze te vergelijken met fossielen. Een van de alternatieve mogelijkheden is dat het stukjes van het donkere adermateriaal zijn. Leden van het wetenschappelijk team van Rover waren meer enthousiast over de zwaluwstaarten dan over de stokken.

"Tot nu toe op deze missie, het meeste bewijs dat we hebben gezien over oude meren in Gale Crater is voor relatief verse, niet-zout water, "Zei Vasavada. "Als we beginnen te zien dat meren in de loop van de tijd zouter worden, dat zou ons helpen begrijpen hoe de omgeving veranderde in Gale Crater, en het is consistent met een algemeen patroon dat water op Mars in de loop van de tijd schaarser werd."

Zo'n verandering zou kunnen zijn als het verschil tussen zoetwaterbergmeren, vaak opnieuw bevoorraad met gesmolten sneeuw die zouten verdund houdt, en zoute meren in woestijnen, waar water sneller verdampt dan het wordt vervangen.

Als de kristallen zich veel later in gehard gesteente vormden, in plaats van in een verdampend meer, ze bieden bewijs over de chemie van een natte ondergrondse omgeving.

"In beide scenario's deze kristallen zijn een nieuw type bewijs dat het verhaal van aanhoudend water en een langlevende bewoonbare omgeving op Mars opbouwt, ' zei Vasavada.

Variaties in ijzergehalte in de aderen, kleinere kenmerken en het omliggende gesteente kunnen aanwijzingen geven over gunstige omstandigheden voor microbieel leven. IJzeroxiden variëren in hun oplosbaarheid in water, met meer geoxideerde typen over het algemeen minder snel opgelost en getransporteerd. Een omgeving met een reeks oxidatietoestanden kan een batterijachtige energiegradiënt opleveren die door sommige soorten microben kan worden benut.

"In de bovenste Vera Rubin Ridge, we zien aanwijzingen dat er vloeistoffen waren die ijzer bevatten en, via een of ander mechanisme, het ijzer sloeg neer, " zei Fraeman. "Er was een verandering in de vloeistofchemie die significant zou kunnen zijn voor de bewoonbaarheid."