Een nieuw artikel gebaseerd op verkenning door NASA's Curiosity Mars-rover - en beoordeeld door een astronaut terwijl ze op het International Space Station (ISS) was), in wat misschien een primeur is voor peer-reviewed wetenschappelijke literatuur - beschrijft hoe dramatisch de geologie op Mars werkt van daaruit op aarde.

Het artikel maakt deel uit van een voortdurende poging om de gesteentecyclus op de rode planeet te begrijpen - dat wil zeggen, hoe gesteentelagen worden gevormd, gewijzigd en vernietigd - wat voor geologen iets van een Rosetta-steen zou opleveren die hen in staat zou stellen om te ontcijferen en interpreteren de waarnemingen en monsters verkregen door huidige en toekomstige Mars-missies.

De belangrijkste bevinding van dit specifieke artikel is dat de schijnbaar zachte kracht van winderosie het proces aandrijft dat gelaagde rotslagen op Mars onthult. Dit staat in schril contrast met de aarde, waar rotslagen worden onthuld door de dynamische combinatie van tektonische activiteit die stukken land omhoog stuwt, en watererosie van rivieren die van bovenaf in die rotsen snijdt.

"Het werk van erosie op Mars wordt voornamelijk aangedreven door de wind die zich honderden miljoenen tot zelfs miljarden jaren als een plumeau gedraagt. Dit is heel anders dan op aarde, bijvoorbeeld, waar de extreme ruwheid van de San Gabriel-bergen wordt gecreëerd door stortvloeden van regenwater die het landschap ontleden gedurende relatief korte perioden van geologische tijd", zegt John P. Grotzinger, de Harold Brown Professor of Geology en de Ted en Ginger Jenkins Leadership Chair van de Division of Geological and Planetary Sciences.

Grotzinger is de voormalige projectwetenschapper van de Curiosity-missie en co-auteur van het Mars-erosiepapier, dat op 8 juni werd gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research:Planets (JGR ). De hoofdauteur van het artikel, Jessica Watkins, werkte samen met Grotzinger terwijl ze een postdoctoraal onderzoeker was bij Caltech. In juni 2017 werd Watkins geselecteerd als NASA-astronaut en in april 2022 ging ze de ruimte in om aan het ISS te werken. Watkins is klaar met het schrijven van de JGR paper terwijl ze postdoc was bij Caltech en diende het in bij het tijdschrift toen ze de astronautenopleiding ging volgen. Tegen de tijd dat de bewijzen van het papier klaar waren om te beoordelen, bevond ze zich in de ruimte - dus gaf ze haar laatste input op het papier vanuit een lage baan om de aarde.

De gesteentecyclus op aarde versus Mars

Om je de verschillen voor te stellen tussen de vorming van landvormen op aarde en op Mars, denk aan het Himalaya-gebergte in Azië, de thuisbasis van de Mount Everest. De bergen worden omhoog geduwd vanwege tektonische krachten die het Indiase subcontinent Azië binnendrijven, maar terwijl ze dat doen, snijdt de Indus-rivier gestaag door de stijgende landmassa. Het resultaat van beide processen is de blootstelling van gesteentelagen die geologen gebruiken om meer te weten te komen over de evolutie en geschiedenis van de planeet.

Ondanks de waarneming van kleine marsbevingen door de Mars InSight-lander, mist Mars de tektonische platen die het grootste deel van het schudden op aarde veroorzaken. In plaats daarvan is de rode planeet bijna volledig gevormd door eolische of winderosie.

Het atmosferische volume van Mars is slechts 1 procent van dat van de aarde, dus je zou niet verwachten dat winderosie zo belangrijk is op de planeet. In de afgelopen decennia hebben geologen betoogd dat de impact van moderne wind die erosie op Mars veroorzaakt, zeer beperkt is. En toch blijkt nu dat winderosie een sleutelrol speelt bij het aandrijven van de gesteentecyclus op Mars, zeker tijdens zijn eerdere geschiedenis vóór 3 miljard jaar geleden toen de rotsen bij Gale Crater werden gevormd en vervolgens geërodeerd.

Gale Crater is een droog meer met een diameter van 96 mijl net onder de evenaar van Mars. Terwijl Curiosity eroverheen rolde, volgde de rover de Murray Formation, een 300 meter dikke laag gelaagde moddersteen die is genoemd ter ere van wijlen Bruce Murray, een Caltech-professor in planetaire wetenschap en voormalig hoofd van Jet Propulsion Laboratory (JPL) , die Caltech voor NASA beheert. Mudstone is gesteente dat is gevormd uit fijnkorrelige modder die in de loop van de tijd is samengeperst.

Watkins, Grotzinger en hun collega's bestudeerden de observaties van Curiosity en merkten op dat de Murray-formatie - die werd gevormd uit sedimenten die door water waren afgezet - van bovenaf is weggevreten. Verder vertonen de sedimenten die op de top zijn afgezet een dwarsbedding die een indicatie is van oude zandduinen die door een woestijn marcheren, aangedreven door wind. Over het algemeen ziet het landschap eruit als een natte omgeving die is overgenomen door de Gobi-woestijn.

"Gale Crater is een spectaculaire plek waar je meerdere erosiecycli kunt documenteren", zegt Grotzinger. "Dit alles helpt ons te begrijpen hoe Mars in het algemeen werkt, en zal ook wetenschappers informeren die de waarnemingen van de Perseverance-rover interpreteren."

Het artikel is getiteld "Burial and Exhumation of Sedimentary Rocks Revealed by the Base Stimson Erosional Unconformity, Gale Crater, Mars." + Verder verkennen

Nieuw onderzoek werpt licht op wanneer Mars mogelijk water heeft gehad