Het kostte vijftien jaar beeldvorming en bijna drie jaar om de stukken aan elkaar te naaien om het grootste beeld ooit gemaakt te creëren. het mozaïek van 8 biljoen pixels van het oppervlak van Mars. Nutsvoorzieningen, de eerste studie waarbij de afbeelding in zijn geheel werd gebruikt, biedt een ongekend inzicht in de oude riviersystemen die ooit de uitgestrekte vlaktes op het zuidelijk halfrond van de planeet bedekten. Deze drie miljard jaar oude sedimentaire gesteenten, zoals die in het geologische archief van de aarde, zou waardevolle doelen kunnen zijn voor toekomstige verkenning van vroegere klimaten en tektoniek op Mars.

Het werk, deze maand gepubliceerd in Geologie , vormt een aanvulling op bestaand onderzoek naar de hydrologische geschiedenis van Mars door oude fluviatiele (rivier)ruggen in kaart te brengen, die in wezen het omgekeerde zijn van een rivierbedding. "Als je een rivierkanaal hebt, dat is het erosiegedeelte van een rivier. Dus, per definitie, er zijn daar geen deposito's om te studeren, "Jay Dickson, hoofdauteur op het papier, verklaart. "Je hebt rivieren die rotsen eroderen, dus waar zijn die rotsen gebleven? Deze richels zijn de andere helft van de puzzel." Met behulp van het mozaïek, in tegenstelling tot meer gelokaliseerde beelden, laat de onderzoekers die puzzel op wereldschaal oplossen.

Mars was vroeger een natte wereld, zoals blijkt uit gesteenterecords van meren, rivieren, en gletsjers. De rivierruggen werden tussen 4 en 3 miljard jaar geleden gevormd, wanneer groot, platliggende rivieren zetten sedimenten af ​​in hun kanalen (in plaats van alleen het water aan de oppervlakte weg te snijden). Vergelijkbare systemen zijn tegenwoordig te vinden in plaatsen als het zuiden van Utah en Death Valley in de VS, en de Atacama-woestijn in Chili. Overuren, sediment opgebouwd in de kanalen; toen het water opdroogde, die bergkammen waren alles wat er nog over was van sommige rivieren.

De ruggen zijn alleen aanwezig op het zuidelijk halfrond, waar een deel van het oudste en meest ruige terrein van Mars is, maar dit patroon is waarschijnlijk een conserveringsartefact. "Deze richels waren waarschijnlijk over de hele planeet, maar latere processen hebben ze begraven of weggeërodeerd, ', zegt Dickson. 'Het noordelijk halfrond is erg glad omdat het is opgedoken, voornamelijk door lavastromen." Bovendien, de zuidelijke hooglanden zijn "enkele van de vlakste oppervlakken in het zonnestelsel, " zegt Woodward Fischer, die bij dit werk betrokken was. Die uitzonderlijke vlakheid zorgde voor een goede sedimentaire afzetting, waardoor de creatie van de records die vandaag worden bestudeerd.

Of een regio al dan niet rivierruggen heeft, is een fundamentele observatie die niet mogelijk was totdat deze afbeelding met hoge resolutie van het oppervlak van de planeet werd samengesteld. Elk van de 8 biljoen pixels vertegenwoordigt 5 tot 6 vierkante meter, en de dekking is bijna 100 procent, dankzij de "spectaculaire techniek" van NASA's contextcamera waardoor deze al meer dan tien jaar ononderbroken kan werken. Een eerdere poging om deze richels in kaart te brengen werd in 2007 gepubliceerd door Rebecca Williams, een co-auteur van de nieuwe studie, maar dat werk werd beperkt door beelddekking en kwaliteit.

"De eerste inventarisatie van rivierruggen met behulp van meterschaalbeelden werd uitgevoerd op gegevens die tussen 1997 en 2006 zijn verkregen, Williams zegt. "Deze beeldstroken bemonsterden de planeet en leverden prikkelende snapshots van het oppervlak op, maar er was aanhoudende onzekerheid over het ontbreken van rivierruggen in de gegevenshiaten."

De resolutie en dekking van het oppervlak van Mars in het mozaïek heeft veel van de onzekerheid van het team weggenomen, hiaten opvullen en context bieden voor de functies. Het mozaïek stelt onderzoekers in staat om vragen op wereldwijde schaal te onderzoeken, in plaats van beperkt te zijn tot fragmentarisch, gelokaliseerde studies en extrapolatie van resultaten naar het hele halfrond. Veel eerder onderzoek naar de hydrologie van Mars was beperkt tot kraters of afzonderlijke systemen, waarbij zowel de sedimentbron als de bestemming bekend zijn. Dat is handig, maar meer context is beter om de milieugeschiedenis van een planeet echt te begrijpen en om zekerder te zijn in hoe een individueel kenmerk is gevormd.

Naast het identificeren van 18 nieuwe rivierruggen, door het mozaïekbeeld te gebruiken, kon het team kenmerken die eerder waren geïdentificeerd als rivierruggen opnieuw onderzoeken. Bij nader inzien, some weren't formed by rivers after all, but rather lava flows or glaciers. "If you only see a small part of [a ridge], you might have an idea of how it formed, " Dickson says. "But then you see it in a larger context—like, oh, it's the flank of a volcano, it's a lava flow. So now we can more confidently determine which are fluvial ridges, versus ridges formed by other processes."

Now that we have a global understanding of the distribution of ancient rivers on Mars, future explorations—whether by rover or by astronauts—could use these rock records to investigate what past climates and tectonics were like. "One of the biggest breakthroughs in the last twenty years is the recognition that Mars has a sedimentary record, which means we're not limited to studying the planet today, " Fischer says. "We can ask questions about its history." And in doing so, hij zegt, we learn not only about a single planet's past, but also find "truths about how planets evolved... and why the Earth is habitable."

As this study is only the first to use the full mosaic, Dickson looks forward to seeing how it gets put to use next. "We expect to see more and more studies, similar in scale to what we're doing here, by other researchers around the world, " he says. "We hope that this 'maiden voyage' scientific study sets an example for the scale of science that can be done with a product this big."