Begrijpen of Mars ooit in staat was om leven te ondersteunen, is de afgelopen 50 jaar een belangrijke drijvende kracht geweest voor het onderzoek naar Mars. Om het oude klimaat en de bewoonbaarheid van de planeet te ontcijferen, onderzoekers kijken naar het gesteenteverslag - een fysiek verslag van oude oppervlakteprocessen die de omgeving en het heersende klimaat weerspiegelen op het moment dat de rotsen werden afgezet.

In een nieuw artikel gepubliceerd in JGR:Planeten , onderzoekers van de NASA-JPL Mars Science Laboratory-missie gebruikten de Curiosity-rover om nog een stukje toe te voegen aan de puzzel van het oude verleden van Mars door een eenheid rotsen in de Gale-krater te onderzoeken.

Ze vonden bewijs van een oud duingebied dat bewaard is gebleven als een laag rotsen in de Gale-krater, die over rotslagen ligt die in een groot meer zijn afgezet. De rotsresten van het duingebied staan ​​tegenwoordig bekend als de Stimson-formatie.

De bevindingen helpen wetenschappers oppervlakte- en atmosferische processen te begrijpen - zoals de richting waarin de wind zand blies om duinen te vormen - en mogelijk hoe het klimaat van Mars evolueerde vanuit een omgeving die mogelijk microbieel leven herbergde, tot een onbewoonbare.

Door naar de bewaarde rotslagen te kijken door middel van beelden verzameld door de Curiosity rover, de onderzoekers reconstrueerden de vorm, trekrichting en grootte van de grote duinen, ook bekend als draas, die dat deel van de krater bezette.

De modellen van oude duinen, gemaakt door keizerlijke onderzoekers, laten zien dat duinen waren genesteld naast de centrale top van de Gale-krater - bekend als Mount Sharp - op een door de wind geërodeerd oppervlak in een hoek van vijf graden. Uit het onderzoek bleek ook dat de duinen samengestelde duinen waren - grote duinen die hun eigen reeks kleinere duinen herbergden die in verschillende richtingen naar de hoofdduin liepen.

Hoofdauteur Dr. Steven Banham van het Imperial's Department of Earth Science and Engineering zei:"Als de wind waait, het transporteert zandkorrels van een bepaalde grootte, en organiseert ze in hopen zand die we herkennen als zandduinen. Deze landvormen komen veel voor op aarde in zandwoestijnen, zoals de Sahara, het Namibische duingebied, en de Arabische woestijnen. De kracht van de wind en zijn uniformiteit van richting bepalen de vorm en grootte van het duin, en het bewijs hiervan kan worden bewaard in het rotsrecord.

"Als er een teveel aan sediment naar een regio wordt getransporteerd, duinen kunnen klimmen terwijl ze migreren en aangrenzende duinen gedeeltelijk begraven. Deze begraven lagen bevatten een functie genaamd 'cross-bedding, " die een indicatie kunnen geven van de grootte van de duinen, en de richting waarin ze migreerden. Door deze kruisbedden te onderzoeken, we konden vaststellen dat deze lagen zijn afgezet door specifieke duinen die ontstaan ​​wanneer concurrerende winden sediment in twee verschillende richtingen transporteren.

"Het is verbazingwekkend dat we door naar de rotsen van Mars te kijken kunnen vaststellen dat twee concurrerende winden deze grote duinen drie en een half miljard jaar geleden over de vlaktes van de Gale-krater hebben gedreven. Dit is een van de eerste bewijzen die we hebben van variabele windrichtingen - of ze nu seizoensgebonden of anderszins."

Het onderste deel van Mount Sharp bestaat uit oude sedimenten uit de bodem van het meer. Deze sedimenten verzamelden zich op de bodem van het meer toen de krater overstroomde, kort na zijn vorming 3,8 miljard jaar geleden. Curiosity heeft de afgelopen negen jaar veel van deze rotsen onderzocht op tekenen van bewoonbaarheid.

Dr. Banham voegde toe:"Meer dan 3,5 miljard jaar geleden droogde dit meer uit, en de sedimenten van de bodem van het meer werden opgegraven en geërodeerd om de berg in het midden van de krater te vormen - de huidige Mount Sharp. Op de flanken van de berg hebben we bewijs gevonden dat een oud duingebied gevormd is na het meer, wat wijst op een extreem droog klimaat."

Echter, de nieuwe bevindingen suggereren dat het oude duinveld misschien minder voedend voor het leven was dan eerder werd gedacht. Dr. Banham zei:"De enorme uitgestrektheid van het duingebied zou geen bijzonder gastvrije plek zijn geweest voor microben om te leven, en het achtergebleven record zou zelden bewijs van leven bewaren, als die er was.

"Dit woestijnzand vertegenwoordigt een momentopname van de tijd in de Gale-krater, en we weten dat het duingebied werd voorafgegaan door meren - maar we weten niet wat er over de woestijnzandstenen verder op Mount Sharp ligt. Het kunnen meer lagen zijn die zijn afgezet in droge omstandigheden, of het kunnen afzettingen zijn die verband houden met vochtigere klimaten. We zullen moeten afwachten."

Rovers op Mars stellen onderzoekers in staat om de planeet in detail te verkennen als nooit tevoren. Dr. Banham voegde toe:"Hoewel geologen al 200 jaar stenen op aarde lezen, het is pas in de afgelopen tien jaar dat we Mars-rotsen met hetzelfde detailniveau hebben kunnen lezen als op aarde."

De onderzoekers blijven stenen onderzoeken die door Curiosity zijn gevonden en richten zich nu op de windpatronen die zijn vastgelegd door duinen verderop op Mount Sharp. Dr. Banham zei:"We zijn geïnteresseerd om te zien hoe de duinen het bredere klimaat van Mars weerspiegelen, zijn veranderende seizoenen, en veranderingen in de windrichting op langere termijn. uiteindelijk, dit alles heeft betrekking op de belangrijkste drijvende vraag:ontdekken of er ooit leven op Mars is ontstaan."

Een internationaal team onder leiding van Imperial heeft bewijs gevonden van oude duinen op Mars die kunnen helpen bij het verklaren van oude oppervlaktecondities.

Begrijpen of Mars ooit in staat was om leven te ondersteunen, is de afgelopen 50 jaar een belangrijke drijvende kracht geweest voor het onderzoek naar Mars. Om het oude klimaat en de bewoonbaarheid van de planeet te ontcijferen, onderzoekers kijken naar het gesteenteverslag - een fysiek verslag van oude oppervlakteprocessen die de omgeving en het heersende klimaat weerspiegelen op het moment dat de rotsen werden afgezet.

In een nieuw artikel gepubliceerd in JGR:Planeten , onderzoekers van de NASA-JPL Mars Science Laboratory-missie gebruikten de Curiosity-rover om nog een stukje toe te voegen aan de puzzel van het oude verleden van Mars door een eenheid rotsen in de Gale-krater te onderzoeken.

Ze vonden bewijs van een oud duingebied dat bewaard is gebleven als een laag rotsen in de Gale-krater, die over rotslagen ligt die in een groot meer zijn afgezet. De rotsresten van het duingebied staan ​​tegenwoordig bekend als de Stimson-formatie.

De bevindingen zullen wetenschappers helpen oppervlakte- en atmosferische processen te begrijpen - zoals de richting waarin de wind zand blies om duinen te vormen - en mogelijk hoe het klimaat van Mars evolueerde vanuit een omgeving die mogelijk microbieel leven herbergde, tot een onbewoonbare.

Door de bewaarde rotslagen te bestuderen in beelden verzameld door Curiosity, de onderzoekers reconstrueerden de vorm, trekrichting en grootte van de grote duinen, ook bekend als draas, die dat deel van de krater bezette.

De modellen van oude duinen, gemaakt door keizerlijke onderzoekers, laten zien dat duinen waren genesteld naast de centrale top van de Gale-krater - bekend als Mount Sharp - op een door de wind geërodeerd oppervlak in een hoek van vijf graden. Uit het onderzoek bleek ook dat de duinen samengestelde duinen waren - grote duinen die hun eigen reeks kleinere duinen herbergden die in verschillende richtingen naar de hoofdduin liepen.

Hoofdauteur Dr. Steven Banham van het Imperial's Department of Earth Science and Engineering zei:"Als de wind waait, het transporteert zandkorrels van een bepaalde grootte, en organiseert ze in hopen zand die we herkennen als zandduinen. Deze landvormen komen veel voor op aarde in zandwoestijnen, zoals de Sahara, het Namibische duingebied, en de Arabische woestijnen. De kracht van de wind en zijn uniformiteit van richting bepalen de vorm en grootte van het duin, en het bewijs hiervan kan worden bewaard in het rotsrecord.

"Als er een teveel aan sediment naar een regio wordt getransporteerd, duinen kunnen klimmen terwijl ze migreren en aangrenzende duinen gedeeltelijk begraven. Deze begraven lagen bevatten een functie genaamd 'cross-bedding, " die een indicatie kunnen geven van de grootte van de duinen, en de richting waarin ze migreerden. Door deze kruisbedden te onderzoeken, we konden vaststellen dat deze lagen zijn afgezet door specifieke duinen die ontstaan ​​wanneer concurrerende winden sediment in twee verschillende richtingen transporteren.

"It's amazing that from looking at Martian rocks we can determine that two competing winds drove these large dunes across the plains of Gale crater three and a half billion years ago. This is some of the first evidence we have of variable wind directions—be they seasonal or otherwise."

The lower part of Mount Sharp is composed of ancient lakebed sediments. These sediments accumulated on the lakebed when the crater flooded, shortly after its formation 3.8 billion years ago. Curiosity has spent much of the last nine years investigating these rocks for signs of habitability.

Dr. Banham added:"More than 3.5 billion years ago this lake dried out, and the lake bottom sediments were exhumed and eroded to form the mountain at the center of the crater—the present-day Mount Sharp. The flanks of the mountain are where we have found evidence that an ancient dune field formed after the lake, indicating an extremely arid climate."

Inhospitable environment?

Echter, the new findings suggest that the ancient dune field might have been less nurturing of life than previously thought. Dr. Banham said:"The vast expanse of the dune field wouldn't have been a particularly hospitable place for microbes to live, and the record left behind would rarely preserve evidence of life, if there was any.

"This desert sand represents a snapshot of time within Gale crater, and we know that the dune field was preceded by lakes—yet we don't know what overlies the desert sandstones further up Mount Sharp. It could be more layers deposited in arid conditions, or it could be deposits associated with more humid climates. We will have to wait and see."

Rovers on Mars are allowing researchers to explore the planet in detail like never before. Dr. Banham said:"Although geologists have been reading rocks on Earth for 200 years, it's only in the last decade or so that we've been able to read Martian rocks with the same level of detail as we do on Earth."

The researchers continue to examine rocks found by Curiosity and are now focusing on the wind patterns recorded by dunes further up Mount Sharp. Dr. Banham said:"We're interested to see how the dunes reflect the wider climate of Mars, its changing seasons, and longer-term changes in wind direction. uiteindelijk, this all relates to the major driving question:to discover whether life ever arose on Mars."

The research was funded by the UK Space Agency and forms part of the preparation for the forthcoming ESA ExoMars mission to explore Mars for signs of ancient life.

"A Rock Record of Complex Aeolian Bedforms in a Hesperian Desert Landscape:The Stimson Formation as Exposed in the Murray Buttes, Gale krater, Mars" is published in JGR:Planets .