2016-tól kezdve a Mars nem kevesebb, mint nyolc robotmisszió állandó tartózkodási helyévé vált, a pálya keringőinek, mozgatóinak és leszállóinak kombinációjával. A marsi légkör és a felszín átfogó tanulmányozása között a tudósok sokat megtanultak a bolygó történelméről és fejlődéséről. Különösen nagy mennyiségű bizonyítékot fedeztek fel arról, hogy a Mars egyszer vízben folyott a felszínén.
Ennek legfrissebb bizonyítéka a Austini Texasi Egyetemen, ahol a kutatók tanulmányt készítettek arról, hogy a víz miként rakott le üledéket a Mars Aeolis Dorsa régiójában. Kutatásaik szerint ez a terület kiterjedt üledékes lerakódásokat tartalmaz, amelyek a Mars történelmi nyilvántartásaként szolgálnak, katalogizálva a vízbázisú erózió időbeli hatásait.
A „Völgytöltések fluviális stratigráfiája az Aeolis Dorsában, Mars: Az alsó szintű víztest által irányított alapszintű ingadozások bizonyítéka” című tanulmány nemrégiben jelent meg a tudományos folyóiratban GeoScienceWorld. Benjamin D. Cardenas vezetésével - a Austin Texasi Egyetem Jackson Tudományos Iskolájának geológusával - a csoport megvizsgálta az Aeolis Dorsa régió műholdas adatait az üledékes lerakódások szerkezetének tanulmányozására.
Az Aeolis Dorsa évek óta érdeklődik a tudósok iránt, mivel a Marson található a legsűrűbben csomagolt üledékes rétegek közül, amelyeket áramló víz rakott fel (más néven fluviális lerakódások). Ezek a lerakódások a pályáról láthatók, mivel átmentek egy „topográfiai inverzió” néven ismert folyamaton, amely az alacsony folyami csatornákat kitöltő lerakódásokból áll, majd azokat kimetszik, hogy metszött völgyeket hozzanak létre.
Meghatározásuk szerint az metszett völgyek topográfiai mélységek, amelyeket „folyami” erózió okoz - azaz folyóhoz vagy folyóparthoz kapcsolódik. A Földön ezeket a völgyeket általában a tengerszint emelkedése hozza létre, majd az eső tengerszint következtében üledékkel töltik meg őket. A tengerszint emelkedésével a völgyek levágják a tájat, ahogy a vizek a szárazföldön mozognak; és ahogy a tengerszint csökken, a visszahúzódó vizek üledéket raknak fel bennük.
A tanulmány szerint ez a folyamat lehetőséget teremtett a geofizikusok és a bolygótudósok számára, hogy megfigyeljék a Mars geológiai rekordját három dimenzióban és jelentős távolságokon. Ahogy Cardenas e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„Az üledékes kőzetek általában információkat tárolnak azokról a környezetekről, amelyekben letétbe helyezték őket. A folyami lerakódások kifejezetten rögzítik a folyók oldalirányú vándorlási módját, a függőleges növekedés módját és azt, hogy ezek a dolgok hogyan változtak az idő múlásával. ”
A Földön az üledékes kőzetek statigráfiáját (azaz az üledékes rétegek sorrendjét és helyzetét) a geológusok generációk óta használják arra, hogy korlátozzák azokat a feltételeket, amelyek a bolygónk körülményeihez milliárd évvel ezelőtt álltak. Csak a közelmúltban történt az üledékes rétegek tanulmányozása annak korlátozására, hogy a környezeti feltételek milyenek voltak más bolygótesteknél (például a Marsnál) több milliárd évvel ezelőtt.
Ezeknek a tanulmányoknak a többsége azonban olyan adatokat szolgáltatott, amelyek nem tudták megoldani az üledékes csomagolást a mértékegységben. Ehelyett a műholdas képeket használták nagy léptékű stratigráfiai kapcsolatok meghatározására, például a lerakódási mintákra a múltbeli vízcsatornák mentén. Más szavakkal, a tanulmányok arra összpontosítottak, hogy a Marson korábban folyó vízáramlások katalogizálására kerüljön sor, mint azóta történt.
Mint Cardenas megjegyezte, ő és csapata más megközelítést alkalmazott, amely úgy vélte, hogy a Mars változásokon ment keresztül az elmúlt 3,5 milliárd év alatt. Amint elmagyarázta:
„Általában azt feltételezik, hogy a marsi felület nagy része nem különbözik különösebben, mint 3,5 milliárd évvel ezelőtt. Arra törekszünk, hogy bemutassuk, hogy a vizsgált területünk, Aeolis Dorsa modern felszíne temetés, exhumálás és egyenlőtlen erózió eredménye, és nem lehet feltételezni, hogy a modern felület egyáltalán képviseli az ősi felületet. Tényleg megpróbáljuk bebizonyítani, hogy amit ma látunk, az a tulajdonság, amelyet ma meg tudunk mérni, a folyók üledékes lerakódása, nem pedig a tényleges folyók. Hihetetlenül fontos ezt észrevenni, amikor elkezdi értelmezése megfigyeléseit, és ez gyakran elmulasztott pont. ”
Kutatásuk érdekében Cardenas és csapata sztereó nagy felbontású képeket és topográfiai adatokat használt a Context Camera (CTX) és a nagyfelbontású képalkotó tudományos kísérlet (HiRISE) segítségével a Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) fedélzetén. Ezeket az adatokat egyesítették a képalkotók és spektrométerek integrált szoftverével (ISIS) - egy digitális képfeldolgozó csomaggal, amelyet az USA Geológiai Szolgálata (USGS) használt - és a NASA Ames sztereo csővezetékével.
Ezek a párosított képeket nagyfelbontású topográfiai adatokké és digitális magassági modellekké (DEM) dolgozták fel, majd összehasonlítottuk a Mars Orbiting Laser Altimeter (MOLA) készülék adataival a Mars Global Surveyor (MSG) fedélzetén. A végeredmény egy olyan DEM sorozat volt, amelyek felbontása nagyságrenddel nagyobb, mint a korábban előállított termékeknél.
Mindezekért Cardenas és munkatársai képesek voltak azonosítani a fluviális lerakódások egymásra rakódásának mintáit, megfigyelték a szedimentációs stílus változásait és javasolták azok létrehozásának mechanizmusait. Ezenkívül a csapat vadonatúj módszert vezette be az ezeket a lerakódásokat elhagyó folyók áramlási irányának mérésére, amely lehetővé tette számukra, hogy megfigyeljék, hogyan változott a táj az elmúlt néhány milliárd év alatt.
"A tanulmány azt mutatja, hogy egy nagy víztest volt a Marson ~ 3,5 milliárd évvel ezelőtt, és hogy ennek a víztestnek a növekedése és térfogata elég lassan csökkent, ahhoz, hogy a folyók ülepedése ideje legyen a stílus módosításához" - mondta Cardenas. „Ez inkább összhangban van a lassabb éghajlati változásokkal, és kevésbé összhangban van a katasztrófás hidrológiai eseményekkel. Az Aeolis Dorsa egy ősi északi óceán feltételezett partvonalai mentén helyezkedik el a Marson. Érdekes a parti folyók lerakódásait találni Aeolis Dorsán, de ez nem segít nekünk a víztest (tó, óceán stb.) Korlátozásában. ”
Lényegében Cardenas és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy - hasonlóan a Földhöz - a nagy víztesten az eső és emelkedő vízszint kényszerítette a paleo-völgyek kialakulását a vizsgálati területükön. És hasonlóan ahhoz, ami a mai Földön történik, a part menti régiókban kialakult folyókat erősen befolyásolták egy nagy, lefelé fekvő víztest vízszintjének változásai.
Egy ideje elhanyagolható következtetés volt, hogy a Mars felszíne halott, jellemzői időben megfagytak. De ahogy ezt a tanulmányt bebizonyította, a táj jelentős változásokon ment keresztül, mióta elvesztette a légkörét és a felszíni vizet. Ezek az eredmények minden bizonnyal érdeklődésre számot tartanak, amikor közelebb kerülünk a személyzettel ellátott missziónak a marsi felszínre történő felállításához.
