Bild wikipedia Vy av Jezerokratern tagen av Perseverances vänstra navigationskamera (Navcam) på den 14:e marsdagen av uppdraget.
När NASAs Perseverance-rover nådde den inre kanten av MarsJezero-krater i september 2023 blev uppdragets forskare förvånade över vad de såg. Det geologiska området, kallat "Margin Unit", sträcker sig längs stranden av en uråldrig uttorkad marsiansk sjö Man förväntade sig sedimentära bergarter som nu sågs sågs i lager av sand staplad ovanpå varandra under årtusenden.
Bestående av lera och silt (finkornig jordart med en kornstorlek mellan 0,002 och 0,063 millimeter, grövre än lera men finare än sand.) sedimentära bergarter på jorden vilka är bra på att bevara tidigare mikrobiellt liv. Forskarna var särskilt fascinerade av starka signaler från karbonatmineraler som upptäckts av Mars-sonder . På jorden bildas karbonater ofta i grunda hav och sjömiljöer där liv kan finnas.
Men istället fann roverteamet magmatiska bergarter, vilka kan bildas djupt under marken genom magma eller vulkanisk aktivitet uppe vid ytan. Magmatiska bergarter innehåller mineralkristaller från exakt det ögonblick de bildades. I detta fall bevarades en häpnadsväckande komplex dokumentation av vattenaktivitet på tidiga Mars. Faktum är att dessa stenar visade tecken på att ha interagerat med vatten vid minst tre tillfällen, där varje möte ytterligare förändrade dess kemi och utseende.
Instrumentet bakom fynden SuperCam finns på roverns mast och visar mineralogin hos geologiska formationer baserat på det ljus de reflekterar. När vetenskapsteamet upptäcker en intressant sten kan de skicka order till SuperCam att avfyra sin laser upp till 6,5 meter bort. Spektrumet hos den resulterande plasman avslöjar objektets kemi. Perseverance har analyserat mer än 185 objekt på detta sätt.
"Innan vi kom till Margin Unit var huvudhypotesen härledd från synliga observationer att karbon som sågs från omloppsbana över Mars bildats genom interaktion med sjön som funnts i Jezero-kratern," beskriver Candice Bedford, forskare vid Purdue University i West Lafayette, Indiana, och studiens huvudförfattare (se nedan). "Men nu vet vi att denna plats blev en slags korsväg för vattensystem. Margin Unit-fynden är viktiga eftersom Jezero-kratern ligger inne i en av de största karbonatexponeringarna på Mars, så det vi lär oss här sträcker sig långt bortom denna krater."
Perseverance utforskade Margin Unit på cirka 265 meters höjd. På högre höjder fann den berg som var grovkorniga med kristallint kännetecken för mineralet olivin men nästan inga tecken på att vatten någonsin hade funnits här. Uppbyggnaden av olivenheten består av magnesium och järn och den uppkom i en magmakropp djupt under marken därefter kyldes den långsamt nog för att kornen skulle växa sig stora och nådde ytan först efter att marken ovanför eroderat bort. Längre ner i enheten på den före detta sjöbottnen ser berget förvandlat ut här är olivinkornen splittrade med kiseldioxid mellan sig.
Karbonat- och kiseldioxidmineraler är en viktig vägvisare i sökandet efter forntida liv. När vatten interagerar med olivin på jorden kan reaktionen frigöra väte som kan vara en näringskälla för vissa mikrober och det lämnar kvar karbonat och kiseldioxid, två mineraler som låser in spår av dessa mikrobers tidigare existens.
Perseverance-teamet kan bestämma sekvensen för Margin Units historiska interaktioner med vatten men inte dess ålder. Vid första tillfället vatten nådde bergarterna i Margin Unit reagerade koldioxidrikt grundvatten med olivin vilket resulterade i karbonatåsar som nu finns i sprickorna i berggrunden på låga höjder. Idag står dessa karbonatfyllda sprickor kvar när den mjukare bergarten runt dem eroderats bort.
Den andra gången vattnet nådde klipporna kan ha varit kopplad till sjön som en gång fanns i kratern.
"Vissa av Margin Unit-bergarterna innehåller även kiseldioxid," beskriver Eleni Ravanis, planetforskare vid University of Hawaii at Manoa och medförfattare till studien. "Omvandling av olivin till karbonat kan lämna kisel kvar och vi ser mer av kiseldioxin i bergarter som legat under vatten."
Senast vattenhändelse skedde på Mars bildades mineralådror på en plats i den östra delen av Margin Unit, ådror av cirka 25 centimeters tjocklek, vilket skapade mineraler som kalciumsulfat och fluorit. Att hitta fluorit är en viktig ledtråd eftersom det vanligtvis bildas när varmt vatten cirkulerar genom vulkaniska bergarter något som här visar att detta område upplevde en senare, uppvärmd underjordisk vattenhändelse.
"Om det är något jag har lärt mig efter tio år med Mars-rovrar så är det att Mars ständigt ger överraskningar," beskriver Bedford. "Det är mycket sällsynt att saker är som vi förväntar oss utifrån omloppsdatainsamling. Jag hoppas att fortsatt arbete hjälper till att omforma hur forskare ser på vattnets historia i Jezero-kratern och över hela Mars. I slutändan hoppas jag att det hjälper planetforskare att rekonstruera det förändrade klimatet och livets möjligheter och kanske livsformer på tidiga Mars."
Resultaten av studien publicerades på måndagen i tidskriften Communications: Earth & Environment.
