Hur vattnet flöt på en isig marsyta i det förflutna

 

Bild https://www.psi.edu  En konstnärs tolkning av en istäckt flod som kommer från smältvatten under Mars södra polartäcke. Foto: Peter Buhler/PSI.

Mars hade en gång floder och en sjö lika stor som Medelhavet vilken fanns under kraftiga ishöljen enligt ny forskning publicerad i Journal of Geophysical Research: Planets.

Artikeln som skrivits under ledning av Peter Bühler, forskare vid Planetary Science Institute, beskriver hur koldioxid för 3,6 miljarder år sedan frös ut ur Mars atmosfär och avsattes ovanpå ett istäcke vid polerna, vilket isolerade värme som kom från Mars inre och ökade trycket på isen. Detta ledde till att ungefär hälften av Mars totala vattenlager smälte och flödade under isytan utan behov av klimatuppvärmning av planeten.

Bühlers tidigare arbete har fokuserat på att modellera den  koldioxidcykeln i dag på Mars. Nyligen utvidgade han sin modell till att undersöka utbytet av koldioxid med den marsianska regoliten (marsjorden bestående av sand och sten). Genom att göra det kapslar hans modell in hela koldioxidcykeln från regoliten, till atmosfären, till frusna polarisar.

Den största sjön, de största dalarna och det största åssystemet (dalar som är spår av floder som en gång flöt under ett istäcke) – på ett självkonsistent sätt", beskriver Bühler. Spår från tiden  då koldioxid kollapsade ur atmosfären.

Forskare har sedan 1970-talet vetat att en stor del av Mars koldioxid för närvarande är bunden i regoliten i enstaka molekyltjocka lager runt varje korn av jorden.

När Mars snurrar får polerna inte mycket av direkt solljus, medan solen steker ekvatorn. Under dessa förhållanden försvinner koldioxidgasen ut ur regoliten upp i atmosfären. När den når de iskalla polerna avsätts den ovanpå vattenistäcket.

Omvänt, när Mars lutar dramatiskt, värmer solen upp polerna. Som ett resultat sublimerar koldioxidisen – eller omvandlas den direkt från fast is till gas som stiger upp till atmosfären där den svalare regoliten (marsjorden) sedan kan dra  den till sig igen som en svamp, beskriver Bühler.

Denna modell fungerar bra på dagens Mars, så Bühler ville testa hur den skulle fungerat under den tid då planeten hade en mycket tjockare koldioxidatmosfär – för cirka 3,6 miljarder år sedan. Tid då forskare tror att Mars atmosfär först började kollapsa och att den nuvarande koldioxidcykeln som Bühler beskriver började fungera. Det finns bevis för att denna era också sammanfaller med ursprunget till många floddalsnätverk, men forskarna är fortfarande inte överens om de klimatförhållanden som skulle förklara deras bildande.

Studien stöddes av utmärkelser till PSI från NASA Solar System Workings Program (80NSSC21K0212) och NASA Mars Data Analysis Program (80NSSC21K1088) och (80NSSC23K1160).

Forskningen och teoretiserandet fortsätter och fortsättning följer i forskningsvärlden.

Nytt fynd. Det finns röda klippor med gröna fläckar på Mars

 

Bild https://science.nasa.gov NASA:s Mars Perseverance-rover tog ovan bild som visar en mosaik av nötningsfläcken Malgosa Crest vid "Serpentine Rapids", med hjälp SHERLOC WATSON-kameran som är placerad på tornet i bakre delen av roverns robotarm. Diametern på nötningsplatsen är 5 centimeter och den stora gröna fläcken i mitten till vänster i bilden är cirka 2 millimeter i diameter. Bilden togs den 19 augusti 2024 (marsdag 1 243 av Mars 2020-uppdraget) vid den lokala genomsnittliga soltiden 19:45:30. NASA/JPL-Caltech.

På jorden får rödtonade stenar i allmänhet sin färg från oxiderat järn (Fe3+) vilket är samma form av järn som gör vårt blod rött eller den roströda färgen på järn som rostar. Gröna fläckar som de som observerats i Wallace Butte-nötningen är vanliga i gamla "rödtonade vattensamlingar av järnhaltigt vatten på jorden och bildas när flytande vatten perkolerar genom sedimentet innan det hårdnar till sten vilket startar en kemisk reaktion som omvandlar oxiderat järn till på reducerade yta (Fe2+) vilket ger en grönaktig nyans. På jorden är mikrober ibland inblandade i denna järnreduktionsreaktion. Men gröna fläckar kan också vara resultatet av ruttnande organiskt material som skapar lokala reduktionsförhållanden. Interaktioner mellan svavel och järn kan också skapa järnreducerande förhållanden utan inblandning av mikrobiellt liv.

Tyvärr fanns det inte tillräckligt med utrymme för att säkert placera roverarmen som innehåller SHERLOC-PIRL-instrumenten direkt ovanpå en av de gröna fläckarna i nötningsområdet så sammansättningen förblir ett mysterium. Teamet är dock alltid på jakt efter liknande intressanta och oväntade egenskaper i Mars klippor.

Vetenskaps- och ingenjörsteamen vid University of Oregon iaktar nu när Perseverance  klättrar uppför den branta Jezerokraterkanten.  Det råder ingen brist på förundran och spänning i hela teamet när de funderar över vilka hemligheter de uråldriga stenarna i Jezerokraterkanten kan innehålla.

Inlägget är från en artikel i https://science.nasa.gov/blog  skriven av Adrian Broz, postdoktoral forskare, Purdue University/University of Oregon.

Min uppfattning är att den grönaktiga tonen är naturliga processer i mineraler och inte har med nutida eller forntida organiskt liv att göra.

Den olösta frågan om det finns liv eller spår av liv under isen på Mars ska besvaras

 

Bild https://www.jpl.nasa.gov/ Det vita som syns i denna ravin på Mars tros vara  is av vatten med stort damminnehåll. Forskare tror att den här typen av is kan vara en intressant plats att leta efter mikrobiellt liv i  på Mars. Bilden visar en del av en region som heter Dao Vallis, Källa: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.

Även om liv på Mars aldrig har hittats, föreslås i en ny NASA-studie att mikrober kan finnas under fruset vatten på planetens yta.

Genom datormodellering har studiens författare visat att mängden solljus som kan tränga in i isen skulle vara tillräcklig för att fotosyntesen ska ske i grunda bassänger av smältvatten under isens yta. Liknande vattensamlingar som bildas under is på jorden har visat sig krylla av liv i form av alger, svampar och mikroskopiska cyanobakterier som alla får sin energi genom fotosyntesen.

På Mars finns två sorters is: fruset vatten och frusen koldioxid. Troligast är det under is av vatten som man kan hitta ev liv.

"Om vi försöker hitta liv var som helst i universum idag, är isen på Mars förmodligen en av de mest tillgängliga platserna att leta på", beskriver Aditya Khuller vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien i en ny artikeln som publiceradts i Nature Communications Earth & Environment. 

Artikeln i vilken Aditya Khuller är huvudförfattare visas hur Khuller och  hans kollegor är intresserade av is av vatten som till stora delar bildats av snö blandat med damm som fallit på Mars yta under en rad istider på Mars under den senaste miljonen år. Den uråldriga snön har sedan dess stelnat till is och innehåller  fullt av dammkorn.

Vad det framtida studiet av  dessa vattensamlingar som antas finnas under isen kommer att visa vet vi ännu inte. Men jämför vi samma slags vattensamlingar under is på jorden ser det något positivt ut. Men personligen är jag tveksam till något fynd av liv från nu eller då.

Ny teori om hur Mars blev en livlös värld

 

Bild https://science.nasa.gov  En illustration av den tidigare Mars med flytande vatten (blå områden) på ytan. NASA/MAVEN/ The Lunar and Planetary Institute.

Mars yta är kall och fientlig mot liv i dag. Men NASA:s robotutforskare på Mars söker efter ledtrådar till om ytan på Mars kan ha stött liv i ett avlägset förflutet. Forskare använde instrument ombord på rymdbilen Curiosity för att mäta isotopsammansättningen i de kolrika mineraler (karbonater) som finns i Gale-kratern och fick då nya insikter om hur den röda planetens uråldriga klimat förändrats.

"Isotopvärdena för dessa karbonater pekar mot extrema mängder avdunstning, vilket tyder på att de sannolikt bildades i ett klimat som med tillfälligt flytande vatten", beskriver David Burtt vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, huvudförfattare till en artikel som beskriver denna forskning och som publicerades den 7 oktober 2024 i Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Våra prover stämmer inte överens med en forntida miljö med liv (biosfär) på Mars yta, även om detta inte utesluter möjligheten av en underjordisk biosfär eller en ytbiosfär som började och slutade innan dessa karbonater bildades." Innebärande tillfälligt flytande vatten innan det avdunstade men inte under så lång tid att livsformer kan ha uppstått, levt här och förökats.

Isotoper är versioner av ett grundämne med olika massor. När vatten avdunstade var det mer sannolikt att lätta versioner av kol och syre flydde ut i atmosfären, medan de tunga versionerna lämnades kvar oftare, ackumulerades i högre mängder och i detta fall så småningom inkorporerades i karbonatstenarna. Forskare är intresserade av karbonater på grund av deras bevisade förmåga att fungera som klimatregister. Dessa mineraler kan behålla signaturer av de miljöer där de bildades, inklusive vattnets temperatur och surhetsgrad, och sammansättningen av vattnet och atmosfären i förfluten tid.

Upptäckten gjordes med hjälp av instrumenten Sample Analysis at Mars (SAM) och Tunable Laser Spectrometer (TLS) ombord på rovern Curiosity. SAM värmer upp prover till nästan nära 900 °C och sedan används TLS för att analysera de gaser som produceras under uppvärmningsfasen.

Finansieringen för detta arbete kom från NASA:s Mars Exploration Program genom projektet Mars Science Laboratory. Curiosity byggdes av NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL), som drivs av Caltech i Pasadena, Kalifornien. JPL leder uppdraget på uppdrag av NASA:s Science Mission Directorate i Washington. NASA Goddard byggde SAM-instrumentet, som är ett vetenskapligt laboratorium i miniatyr som innehåller tre olika instrument för att analysera kemi, inklusive TLS, plus mekanismer för hantering och bearbetning av prover.

Formaldehyd bidrog en gång i Mars forntid till bildandet av organiskt material

 

Bild https://www.tohoku.ac.jp/en Diagramet ovan visar processerna för hur organiskt material bildades på den tidiga Mars. ©Shungo Koyama.

Formaldehyd förekommer naturligt i de flesta levande djur och växter och är en viktig del av ekologin.

Mars är i vår tid en kall och torr planet. Men det finns geologiska bevis på att flytande vatten fanns på Mars för cirka 3 till 4 miljarder år sedan. Där det finns vatten finns det oftast liv enligt jordiska mått. I sin strävan att svara på frågan om liv funnits på Mars i det förgångna skapade forskare vid Tohoku University en detaljerad modell av den möjliga produktionen av organiskt material i Mars forntida atmosfär.

Organiskt material avser resterna av levande ting som växter och djur eller biprodukter av vissa kemiska reaktioner. Hur som helst ger det stabila kolisotopförhållandet (13C/12C) som finns i organiskt material värdefulla ledtrådar om hur dessa byggstenar i livet ursprungligen bildades vilket ger forskarna en glimt in i det förflutna. Till exempel avslöjade Mars-rovern Curiosity  att organiskt material som finns i sediment från på Mars är ovanligt utarmat vid 13C. Det upptäcktes också att kolisotopförhållandena varierade signifikant mellan proverna. Orsaken till denna variabilitet är ett mysterium.

För att förstå dessa resultat utvecklade en forskargrupp ledd av Shungo Koyama, Tatsuya Yoshida och Naoki Terada vid Tohoku University en modell för Mars troliga atmosfäriska evolution. Modellen fokuserade på formaldehyd (H2CO),vilket   forskargruppen tidigare fastställt skulle kunna producerats i den forntida atmosfären på Mars. Anledningen till detta val är att formaldehyd kan generera komplexa organiska föreningar som sockerarter vilka är viktiga för flertalet levande varelser och växter. Med andra ord kan formaldehyd vara den saknade faktorn som skulle kunna förklara de avvikande värdena hos Curiosity-rovers prover. Det kan också vara ett tecken på tidigare liv på Mars.

Denna upptäckt indikerar att formaldehyd bidrog till bildandet av organiskt material på den forntida Mars, vilket innebär att bioviktiga molekyler som socker och ribos (en komponent i RNA, som finns i alla levande celler) kan ha producerats på planeten.

Mycket fanns ej tecken på och om det en gång blev liv eller om det fanns liv på Mars, den gåtan löstes ej. Mycket tyder på att vatten fanns i stora mängder men enbart vatten skapar inte liv. Så om liv funnits på Mars kanske vi aldrig får ett säkert svar på.

Studiens resultat publicerades i Scientific Reports den 17 september 2024.

Robotsvärm ska undersöka grottor på Mars

 

Bild wikipedia THEMIS bild av troliga grottingångar på Arsia Mons. Groparna har informellt döpts till (A) Dena, (B) Chloe, (C) Wendy, (D) Annie, (E) Abby (vänster) och Nikki, och (F) Jeanne.

En enorm kanjon sträcker sig över Mars. Valles Marineris. Den är 3 000 kilometer lång, 600 kilometer bred och i genomsnitt åtta kilometer djup. Dess latinska namn går tillbaka till Mars sond"Mariner", villken upptäckte dalen i början av 1970-talet. 

Sedan 2012 har denna stora kanjon fått särskild uppmärksamhet av den tyska rymdstyrelsen vid det tyska flyg- och rymdcentret (DLR). Det tyska forskningsinitiativet VaMEx som syftar till att utveckla nyckelteknologier för robotutforskning i denna svåra terräng genom en svärm av drönare och markrobotar för att bilda ett komplext övergripande system.

VaMEx-initiativ syftar till att utforska kanjonens raviner och grottor. Det ska också att letas efter spår av flytande vatten och möjligt liv som skulle kunna finnas  i skyddade nischer. För detta ändamål vill DLR ta med sig en svärm av autonoma, sammankopplade robotar till Mars: De kommer att operera på marken, i luften och i grottor, där de kommer att samla in bilder och annan data. Huruvida robotsvärmen fungerar som planerat kommer att testas under ett analogt uppdrag 2025.

 Deltagarna kommer först att simulera Mars-uppdraget på jorden troligen i ett stenbrott i Tyskland. UAP-kameran (Unidentified Anomalous Phenomena". Kamerans namn kommer från dess förmåga att använda artificiell intelligens för att specifikt upptäcka okända himmelska fenomen, som de som observerats på jorden. från Würzburg kommer också att spela en viktig roll i denna simulering. Videoinspelningar från skyn kommer att ge tillräckligt stor mängd data för att testa kommunikationssystemets motståndskraft.

I ett eventuellt uppföljningsprojekt kommer hårdvaran behöva anpassas för att användas i  Marsmiljön, förklarar projektledaren professor Håkan Kaya. Förhållandena på Mars är hårda: Atmosfären är tunn, medeltemperaturen är minus 63 grader Celsius och stora sandstormar sveper regelbundet över Mars. Würzburg VaMEx-3-delprojektet

"Demonstration av en komplett radiolänk för satellitkommunikation med icke-siktade rovers för utforskning av Valles Marineris" finansieras av den tyska rymdorganisationen vid DLR under koden 50RK2451A med medel från det federala ministeriet för ekonomi och klimatskydd efter ett beslut av den tyska förbundsdagen.

Projektet är baserat vid Interdisciplinary Research Centre for Extraterrestrial Studies (IFEX) vid universitetet i Würzburg. Förutom projektledarna professor Håkan Kayal och Clemens Riegler är fyra andra medarbetare och tre studentassistenter involverade i delprojektet VaMEx3-MarsSymphony. Den officiella starten för det tvååriga projektet var den 1 augusti 2024. Kick-off-mötet ägde rum den 5 september 2024 på DLR Space Agency i Bonn.

Hur Mars förlorade sina hav

 

Bild wikipedia. Dessa småkulor av hematit även kallade "blåbär", hittades av roboten Opportunity på Mars. De anses vara bland de starkaste bevisen på att vatten flutit på Mars yta.

Mars hade en gång mycket vatten på sin yta vilket framgår av geologiska fynd på ytan. Forskare vet att under de senaste 3 miljarder åren har en del av detta vatten sjunket djupt ner i Mars yta. Vart resten tog vägen har NASA:s rymdteleskop Hubble och MAVEN (Mars Atmosphere och Volatile Evolution) nu hjälpt till med att undersöka. 

– Det finns bara två ställen dit vattnet kan ha tagit vägen. Det kan ha fruset fast i marken och bildat is eller så kan vattenmolekyler brutits ner till atomer och atomerna kan då försvinna från toppen av atmosfären ut i rymden, beskriver John Clarke, som lett studien vid Center for Space Physics vid Boston University i Massachusetts. – För att förstå hur mycket vatten det fanns och vad som hände med vattnet måste vi förstå hur atomer kan försvinna ut i rymden.

Clarke och hans team kombinerade data från Hubble och MAVEN för att mäta antalet och den nuvarande flykthastigheten för väteatomer som flyr ut i rymden. Denna information gjorde det möjligt att extrapolera flykthastigheten bakåt i tiden för att förstå vattnets historia på Mars. Vattenmolekyler i Mars atmosfär bröts sönder av solljuset till väte- och syreatomer som sedan försvann ut i rymden.

Specifikt mätte teamet väte och deuterium (tungt väte) som är en väteatom med en neutron i sin kärna. Denna neutron ger deuterium dubbelt så stor massa som väte. Då dess massa är större försvinner deuterium mycket långsammare ut i rymden än vanligt väte gör.

Med tiden, när mer väte förlorades än deuterium, byggdes förhållandet mellan deuterium och väte upp i atmosfären. Genom att mäta förhållandet i dag får forskarna en ledtråd till hur mycket vatten som fanns på Mars under den varma, blöta tidsperioden. Genom att studera hur  atomer idag försvinner från atmosfären kan de förstå de processer som gett flykthastigheten under de senaste fyra miljarder åren och därmed extrapolera bakåt i tiden.

Även om de flesta av studiens data kommer från rymdsonden MAVEN är MAVEN inte tillräckligt känslig för att upptäcka deuteriumutsläpp vid alla tidpunkter under marsåret. Till skillnad från jorden kretsar Mars långt från solen i sin elliptiska bana under den långa marsvintern och deuteriumutsläppen är då svaga. Clarke och hans team behövde Hubble-data för att "fylla i tomrummen" och slutföra en årlig cykel för tre marsår (som vart och ett är 687 jorddagar). Hubble tillhandahöll också ytterligare data som går tillbaka till 1991 tiden innan MAVEN anlände till Mars 2014.

Kombinationen av data från dessa uppdrag gav den första helhetsbilden av väteatomer som flyr och flytt från Mars ut i rymden. Genom att studera hur mycket erosion som åstadkommits av vatten på Mars har astronomer beräknat att det en gång fanns tillräckligt mycket vatten för att täcka Mars med ett minst 500 m djupt hav 

Tankarna går osökt till hur så mycket vatten kunde bildas på Mars en gång och att det fanns kvar under en lång tid. Tankarna går även till om samma process kan göra att Jordens vatten en dag försvinner på samma vis. Tanken går också till om Mars en gång hade en mycket större atmosfär bestående av syre. Så mycket att människan kunnat andats den och osökt tänker man även på om det under denna tid fanns djur och växter på Mars.

Istäcken på Mars visar spår av klimatet för länge sedan

 

Bilden publicerad av https://faculty.dartmouth.edu  Mars polaristäcke (NASA/JPL/Space Science Institute/USGS)

De spiralmönster i isen som ses på bilden ovan består av omväxlande lager av is och damm och är 400 till 1 000 meter djupa, liknande lager kan inte ses någonstans på jorden.

"Men vi förstår inte varför de bildats eller hur de utvecklas över tid?" beskriver Katherine Lutz som är doktorand vid Guarini School of Graduate and Advanced Studies och National Science Foundation Fellow professor Marisa Palucis laboratorium vars forskningsområden inkluderar planetarisk landskapsutveckling och ställer frågorna. "Varför är de här? Hur kan vi förstå de här lagrens ursprung?"

– Mars har genomgått massiva klimatförändringar och vi som planetforskare ägnar mycket tid åt att försöka förstå detta, beskriver Palucis. "Frågan om hur mycket vatten som har flödat över dess yta (och när)."

I forskning från 2013 föreslogs att dessa "dalar som ses på bilden" kan ha orsakats av katabatiska vindar – vindar som börjar röra sig snabbt, orsakar erosion och sedan snabbt sjunker i styrka och avtar vilket då resulterar i avlagringar.  Som ett resultat av detta kan man förvänta sig att dalarna har asymmetriska väggar samt molnformationer som svävar över dem som motsvarar katabatisk vindaktivitet.

Tillsammans med Robert Hawley, professor i geovetenskap vid Palucis och Geovetenskap, analyserade Lutz ett decennium av bilder och data från Mars och upptäckte att medan 80 procent av dalarna verkligen var asymmetriska, var ungefär 20 procent inte det. Snarare bildar trågen på de yttre kanterna av inlandsisen en ganska enhetlig "V"-form med väggarna som på båda sidor mäter ungefär samma höjd. Dessutom var det inte alla dalar som hade ett molntäcke.

I en artikel som publicerades under 2024 i Journal of Geophysical Research: Planets, beskriver forskarna att dessa yttre dalar är yngre än de i mitten av polarisen och sannolikt orsakats av kraftig erosion kontra en katabatisk vindcykel. Det kan tyda på, beskriver Lutz, att det för 4 till 5 miljoner år sedan skedde en förändring i Mars klimat som förändrade planetens vattencykel vilket fick vindar, moln och is att flöda annorlunda än tidigare.

Något skedde som efter hand bildade den Mars vi ser idag. Men vad som skedde och varför är ännu en gåta. Då det gäller de katabatiska vindarnas effekt  och brist på molnformationer över vissa dalar bör man i analysen ta hänsyn till Mars atmosfärs tunnhet, gravitationen på Mars och geografin där dessa moln saknas. Men det kanske de gjort har ej läst rapporten.

200 kända mars-meteoriter som träffat Jorden kommer från två vulkaniska områden Tharsis och Elysium

 

Forskare vid University of Alberta har tillsammans med forskarkollegor över hela världen  identifierat de specifika platser som de flesta av de cirka 200 marsmeteoriter som hamnat på Jorden kommit från. De har spårat meteoriterna till fem nedslagskratrar i två vulkaniska områden på Mars som kallas Tharsis och Elysium.

– Upptäckten förändrar i grunden nu hur vi studerar meteoriter från Mars, beskriver Chris Herd professor vid Naturvetenskapliga fakulteten och intendent vid University of Albertas meteoritsamling. "Idén var att ta en grupp meteoriter som alla sprängdes ut samtidigt och sedan göra riktade studier på dem för att avgöra var de befann sig innan de kastades ut."

Marsmeteoriter hittar sin väg till jorden när något träffar Mars yta så hårt att material "sprängs bort från ytan och accelereras tillräckligt snabbt för att lämna Mars gravitation och dessa tar kurs mot Jorden", beskriver Herd. Detta utkastade material skjuts ut i rymden, hamnar i en omloppsbana runt solen där vissa delar r så småningom hamnar på Jorden som meteoriter. Explosioner som lämnar efter sig en nedslagskrater på Mars yta. Detta har hänt 10 gånger under Mars senaste historia.

"Vi tror att vi har hittat källkratrarna för hälften av alla de 10 grupperna från de 10 nedslagen av meteoriter på och  från Mars", beskriver Herd.

Studien är nyligen publicerad i Science Advances.

Bild wikipedia på platsen där Elysium Plantia finns på Mars.

NASA tränar just nu en maskininlärningsalgoritm för analys av prover från Mars

 

När den under ledning av  ESA   Rosalind Franklin-rovern åker till Mars  vilket sker tidigast 2028 får en av NASA:s maskininlärningsalgoritmer sin första chans att glänsa efter mer än ett decennium av dataträning i labbmiljö.

Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA) är ett masspektrometerinstrument som då kommer att finnas ombord på rovern. Instrumentet kommer att analysera prover som samlats in från borrprov en bit under Mars yta och skicka resultaten tillbaka till jorden där de kommer att matas in i algoritmen för att identifiera organiska föreningar i proverna.

Om några organiska föreningar upptäcks av rovern kan algoritmen avsevärt påskynda processen att identifiera dem vilket sparar tid för forskarna när de bestämmer hur och var de mest effektivt ska använda roverns tid på Mars.

Inom artificiell intelligens är maskininlärning ett sätt för datorer att lära av insamlad data för att identifiera mönster, fatta beslut och dra slutsatser.

Denna automatiserade process bör bli kraftfull när mönstren kanske inte är uppenbara för mänskliga forskare som ser på samma data vilket är typiskt i stora, komplexa datamängder som de i avbildning och spektralanalys. I MOMA:s fall har forskare samlat in laboratoriedata i mer än ett decennium beskriver Victoria Da Poian datautvecklare vid NASA Goddard som är med och leder utvecklingen av maskininlärningsalgoritmen. Forskarna tränar algoritmen genom att mata den med exempel på ämnen som kan finnas på Mars och märka upp vilka de är.

Algoritmen kommer att använda MOMA-data som in- och utdata till förutsägelser av den kemiska sammansättningen av analyserade prov baserat på dess träning. MOMA-projektet leds av Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) i Tyskland med Dr. Fred Goesmann som huvudansvarig för testerna. Forskningscentret NASA Goddard var centret som utvecklade och byggde delsystemet MOMA-masspektrometer. 

Bild wikipedia Kap Verde, Victoriakratern, Meridiani Planum. Bilden är tagen av roboten Opportunity. Klippan är ungefär 6 meter hög.

Sten av rent svavel hittade på Mars

 

Den 30 maj 2024 körde NASA:s Mars-rover Curiosity över en sten på Mars yta som då sprack upp och avslöjade något som aldrig tidigare setts på Mars: en sten bestående av gula svavelkristaller.

Sedan oktober 2023 har rovern utforskat ett område på Mars rikt på sulfater, ett slags salt som innehåller svavel och som bildas när vatten avdunstar. Men där tidigare upptäckter har gjorts av svavelbaserade mineraler en blandning av svavel och andra material – är bergarten som Curiosity nyligen spräckte bestående av rent svavel. Det är inte klart vilket förhållande, om något, detta elementära svavel har till andra svavelbaserade mineraler i området.

Medan människor associerar svavel med lukten av ruttna ägg (resultatet av vätesulfidgas), är elementärt svavel luktfritt. Det bildas bara under ett smalt spektrum av förhållanden som forskare inte har förknippat med platsens historia där rovern körde och Curiosity hittade en hel del av det – ett helt fält av ljusa stenar som liknar den som rovern krossade.

"Att hitta ett fält med stenar bestående av rent svavel är som att hitta en oas i öknen", beskriver Ashwin Vasavada, forskare vid Curiositys projekt vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. – Det ska inte finnas där men nu visar det sig att det likväl gör det och då måste vi förstå varför. Att upptäcka konstiga och oväntade saker är dock det som gör planetutforskning spännande.

Gediz Vallis-kanalen, som upptäcktes från rymden flera år före Curiositys uppskjutning är en av de främsta anledningarna till att forskarteamet ville besöka den här delen av Mars. Forskare tror att kanalen karvades ut av flöden av flytande vatten och skräp som lämnade en ås av stenblock och sediment efter sig som sträckte sig ner på bergssidan och bildade kanalen.

"Det här var ingen lugn period på Mars i det förflutna", beskriver Becky Williams, forskare vid Planetary Science Institute i Tucson, Arizona, och biträdande huvudforskare för Curiositys mastkamera, Mastcam.  Vi tittar på flera flöden i kanalen, inklusive spår av stora översvämningar och blockrika flöden. Medan svavelstenarna var för små och spröda för att provtas med borren, upptäcktes även en större sten som nu fått smeknamnet "Mammoth Lakes" i närheten. Denna fann man efter att Roverns ingenjörer letat efter en del av berget som skulle möjliggöra säker borrning och hitta en parkeringsplats på den lösa, sluttande ytan för att möjliggöra en borrning.

Efter att Curiosity borrat sitt 41:a hål med hjälp av den kraftfulla borren som finns i änden av roverns 2 meter långa robotarm togs den pulveriserade stenen in i instruments inre för vidare analys så forskarna kunde avgöra vilka material stenen bestod av. Det var gula svavelkristaller här också. Rent svavel.

Curiosity har sedan dess drivit bort från Mammoth Lakes och är nu på väg för att se vilka andra överraskningar som väntar på att upptäckas i kanalen.

Bild https://www.nasa.gov/ en hittad sten av rent svavel på Mars.

Nya sökningar efter liv på Mars

 

De senaste åren har ett flertal NASA-uppdrag funnit bevis på rikligt med perkloratsalter på Mars yta. Perkloratsalter kan samlas ihop och kombineras med vatten från atmosfären för att bilda koncentrerade saltlösningar. Eftersom flytande vatten är viktigt för liv som vi känner det har NASA beskrivit sin strategi att söka efter liv på Mars efter devisen att söka efter vatten och i detta perkloratsaltlösningar. Fynd som nu har väckt uppmärksamhet i vetenskapsvärlden.

 I en ny forskningsrapport publicerad i tidskriften Nature Communications har forskare vid College of Biological Sciences i labbet studerat hur den unika geokemiska miljön på Mars kunde (kanske) format liv i det förflutna eller i nutid kan göra detta på Mars. Forskarlaget under ledning av biträdande professor Aaron Engelhart har sett  på två typer av ribonukleinsyror (RNA – molekyler som är nödvändiga för levande organismer som vi känner liv) och proteinenzymer på jorden för att undersöka om och hur de fungerar i perkloratsaltlösningar.

De fann att RNA fungerade förvånansvärt bra i perkloratsaltlösningar.

Men proteinenzymer fungerade inte lika bra som RNA i perkloratsaltlösningar. Endast i de proteiner som utvecklats i extrema miljöer på jorden – i organismer som lever vid höga temperaturer eller i höga salthalter – fungerade de.

I perkloratsaltlösningar kan RNA-enzymer göra saker som de normalt inte gör på jorden till exempel att generera nya molekyler som innehåller kloratomer. Denna reaktion hade inte observerats tidigare.

– Sammantaget visar resultaten att RNA är unikt väl lämpat för de mycket salta miljöer som finns på Mars, och som skulle kunna hittas på andra himlakroppar i rymden, beskriver Engelhart. "Denna extrema salttolerans kan påverka hur liv kan ha bildats på Mars i det förflutna eller kan bildas under de förhållanden som råder på Mars idag."

Teamet fortsätter att undersöka kloreringskemin liksom andra reaktioner som RNA kan utföra under förhållanden med hög salthalt.

Forskningen finansierades av National Aeronautics and Space Administration, Heising-Simons Foundation, Research Corporation for Science Advancement och National Science Foundation.

Bild vikipedia Mars sedd från Hubbleteleskopet.

Mars antas en gång haft en jordliknande miljö

 

En forskargrupp har använt instrumentet ChemCam som finns ombord på NASA:s Curiosity-rover och upptäckt större mängder mangan än vad sten vanligtvis innehåller. Det var i sten från en gammal sjöbotten i Gale-kratern på Marsfyndet gjordes. Det tyder på att sedimenten vari fyndet gjordes bildats i en flod som flutet till sjön eller till ett delta eller till strandlinjen i den numera uttorkade sjön.

Det är svårt för manganoxid att bildas på Mars yta, så vi förväntade oss inte att hitta det i så höga koncentrationer i en strandavlagring", beskriver Patrick Gasda, vid Los Alamos National Laboratory's Space Science and Applications group huvudförfattare till studien. På jorden däremot sker avlagringar av detta slag hela tiden på grund av den höga syrenivån i atmosfären som produceras av fotosyntetiskt liv och mikrober som   katalyserar dessa manganoxidationsreaktioner.

På Mars har vi inga bevis för att liv finns eller funnits och mekanismen för att producera syre i Mars tunna uråldriga atmosfär är okänd, så hur manganoxiden bildats och koncentrerades här är ett mysterium. Mer analysarbete behövs för att förstå oxidationen på Mars.

De sedimentära bergarterna som rovern utforskar består av en blandning av sand, slam och lera. Sandklipporna är  porösa och grundvattnet kan lättare passera genom dessa sandstenar jämfört med lera som de flesta av stenarna på sjöbottnen av Gale-kratern innehåller (lersten). Forskargruppen funderade på hur mangan kan ha anrikats i  sanden – exempel på lösning är genom infiltration från grundvatten från sanden vid stranden av den uttorkade sjön eller dess mynning och delta varifrån då  oxidation kan vara förklaringen till utfällningen av mangan i bergarterna.

På jorden anrikas mangan på grund av syre i atmosfären en process som vanligtvis påskyndas av mikrober. Mikrober på jorden kan använda mangans många oxidationstillstånd som energi till sin ämnesomsättning. Om det fanns liv på Mars skulle de ökade mängderna mangan i dess sten längs sjöstranden ha varit en nyttig energikälla för eventuellt liv i det förgångna.

"Gale-sjöns miljö, som avslöjas i dessa uråldriga stenar ger oss ett fönster in i en tidigare mars-miljö som är förvånansvärt lik platser på jorden av idag", beskriver Nina Lanza, huvudforskaren i studien som använt ChemCam-instrumentet tillägger. "Manganmineraler är vanliga i de grunda, oxidrika vatten som finns vid sjöstränder på jorden men det är förvånande att hitta sådana igenkännbara egenskaper på Mars."

Men vi bör vara öppna för i första hand andra förklaringar till manganfynden än att dess ursprung har med nuvarande eller forntida liv på Mars (anser jag).

Studien publiceras i dagarna i Journal of Geophysical Research: Planets.

Bild https://www.pickpik.com/ solpaneler på Marslandaren.

Varifrån kommer metan på Mars?

 

Den kemiska föreningen metan (CH4) är det enklaste kolvätet.  Metan kallas även sumpgas då den bildas vid nedbrytning av organiskt material i syrefattiga miljöer exempelvis i botten av kärr. Ett annat namn är gruvgas efter dess benägenhet att sippra ut i gruvgångar där den sedan riskerar att antändas vilket gör den till ett allvarligt hot mot gruvarbetare - gasexplosioner kostar regelbundet människoliv ännu i våra dagar. Metan är även den växthusgas som (efter koldioxid)  är näst största hotet i uppvärmningen av vår planet.

Den mest överraskande upptäckten från NASA:s Curiosity Mars Rover är att metan sipprar upp ur ytan i Gale-kratern . 

Det är levande varelser som producerar det mesta av metangasen på jorden. Men forskare har inte hittat några säkra tecken på nuvarande eller forntida liv på Mars så troligen är detta inte fallet med metanfyndet på Mars. Ändå har det portabla kemilabbet ombord på Curiosity, känt som SAM, (Sample Analysis at Mars), kontinuerligt hittat spår av metan nära ytan i Gale-kratern. Ingen annan plats har det hittats på (ännu) på Mars. Forskarna antar att den troliga källan är geologiska mekanismer som involverar vatten och sten djupt nere under mars regolit (som är berggrund som vittrat).

SAM har dock funnit att metan beter sig på oväntat vis i Gale-kratern. Det sipprar upp på natten och försvinner under dagen. Den fluktuerar säsongsmässigt och stiger ibland till nivåer som är 40 gånger högre än vanligt. Förvånansvärt nog ackumuleras inte metangasen i atmosfären: ESA:s (European Space Agency) ExoMars Trace Gas Orbiter, som skickades till Mars specifikt för att studera Mars atmosfär har inte upptäckt någon metan i atmosfären.

Metanfyndet håller Mars-forskare sysselsatta med laboratoriearbete och datormodelleringsprojekt som syftar till att förklara varifrån gasen kommer, beter sig svårförklarligt och bara detekteras i Gale-kratern. En forskargrupp från NASA delade nyligen med sig av en intressant teori.

I en artikel i mars i Journal of Geophysical Research: Planets, föreslog gruppen att metan – oavsett hur det produceras – skulle kunna förseglas under stelnat salt som kan bildas i Mars regolit av krossad sten och stoft. När temperaturen sedan stiger under varmare årstider eller tid på dygnet försvagas förseglingen ( frosten), och metangas sipprar ut. Under ledning av Alexander Pavlov, planetforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, föreslår forskarna att gasen också kan explodera ut i små  puffar när tätningar spricker (det stelnade saltet) under trycket av till exempel en rover (månbil) stor som en liten SUV som kör över regoliten. 

Vore ett bra experiment att backa bort bilen och med instrument undersöka om metan likväl sipprar ut i kratern och inte bara under rovern.

Forskarnas hypotes kan hjälpa till att förklara varför metan bara detekteras i Gale-kratern, beskriver Pavlov, med tanke på att det är en av två platser på Mars där en robot rör sig och borrar i ytan. Den andra platsen är Jezero-kratern, där NASA:s Perseverance-rover arbetar, men den rovern inte har något metandetekterande instrument. 

Vore intressant om en undersökning av metan kunde göras där också.

Pavlov beskriver att ursprunget till denna hypotes är ett  experiment som han ledde 2017, som involverade odling av mikroorganismer i en simulerad marsiansk permafrost (frusen jord) med salt inblandat likt mycket av Mars permafrost är.

Pavlov och hans kollegor testade om bakterier som kallas halofiler (organism som trivs i saltrika miljöer), som lever i saltvattensjöar och andra saltrika miljöer på jorden, kunde trivas under liknande förhållanden på Mars.

Resultaten från mikrobodlingen visade sig inte vara entydiga, beskriver han, men forskarna märkte något oväntat: Det översta jordlagret bildade en saltskorpa där salt is förvandlades från ett fast ämne till en gas och lämnade saltet efter sig.

Resultatet kan visa vad som sker på Mars men förklarar inte metanets ursprung.

Bild vikimedia på gale-kratern.

NASA;s Curiosity-rover söker efter spår från forntida vatten på Mars

 

NASA:s Marsbil Curiosity-rover utforskar nu ett nytt område på Mars. Ett område som kanske kan avslöja mer om hur länge sedan det var som vattnet avdunstade från Mars yta. Numera anses  att Mars  för miljarder år sedan var mycket blötare och förmodligen och med  varmare klimat och tätare atmosfär än idag. Curiosity söker denna förflutna tids spår  där den rullar fram och så småningom korsar Gediz Vallis-kanalen, en slingrande, ormliknande kanalformation som – åtminstone från rymden – verkar vara en uttorkad flodfåra. När de sedimentära lagren i nedre Mount Sharp efter floden avlagrats av vind och vatten, skar erosionen ner lagren till hur de ser ut i dag. Det var först efter lång tid liksom intensivt torra perioder då Mount Sharps yta var en sandig öken som Gediz Vallis-kanalen antas ha bildats.

Forskarna tror även att stenblocken och annat skräp som sedan fyllde kanalen kom nedrasande från de höga berg dit Curiosity aldrig kan ta sig men som omger den gamla flodfåran  ger teamet en glimt av vilken typ av material som   dessa berg består av.

– Om kanalen inklusive skräphögen i denna har formats av flytande vatten är det intressant. Det skulle innebära att Mount Sharp ganska sent i historien efter en lång torrperiod åter blev vattenfylld, beskriver Ashwin Vasavada, forskare vid Curiositys projekt vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Den förklaringen skulle stämma överens med en av de mest överraskande upptäckterna som Curiosity gjort under sin upptäcktsfärd uppför Mount Sharp: att vatten verkar ha uppkommit och försvunnet i olika faser, snarare än att gradvis ha försvunnet i takt med att planeten blev torrare. Dessa cykler kan ses som bevisade genom de lersprickor och torra grunda, salta sjörester som finns  i kanalen och de omvälvande skräpflöden som staplades upp och skapade den vidsträckta Gediz Vallis-åsen.

Bild vikipedia schematisk bild på curiosity.

I Gale-kratern på Mars fanns en sjö långt fram i tiden

 

Forskare vid Imperial College London och NASA har hittat tecken på att det fanns vatten i Gale-kratern på Mars under en längre tid än man tidigare trott.

För miljarder år sedan vet man att det fanns mycket vatten på Mars och det i Gale-kratern fanns en sjö. Gradvis förändrades klimatet och sjön torkade ut inkusive övrigt vatten på Mars med undantag av att det ännu i dag finns ett tunt islager på polerna i form av permafrost. Mars blev den röda dammiga planet den är idag.

Sjön  i Gale-kratern som finns söder om ekvatorn på Mars hade en diameter på 154 km och fanns långt efter att planeten ansågs ha blivit torr och ogästvänlig. Med hjälp av data och bilder från NASA:s Curiosity-rover fann forskarna ledtrådar som visade detta i form av deformerade lager i en ökensandsten som de hävdar bara kan ha bildats av vatten. Hur djup sjön var om den var flera meter djup eller bara centimeter djup är osäkert.

Även om de är överens om att det fanns vatten, är de osäkra på om det fanns som vätska, is eller som en saltlösning.

För mer information om detta fynd och forskares uttalanden om fyndet se här från Imperial College London. 

Bild från vikipedia på Gale-kratern på Mars.

En gigantisk avslocknad vulkan upptäckt på Mars

 

En detaljerad analys av Mars-data avslöjade nyligen vulkanen Noctis. Den nyupptäckta jättevulkanen på Mars ligger strax söder om planetens ekvator, i östra Noctis Labyrinthouse, väster om Valles Marineris, planetens vidsträckta kanjonsystem.

 Vulkanen finns på den östra kanten av en bred regional topografisk stigning som kallas Tharsis där även tre andra välkända jättevulkaner: Ascraeus Mons, Pavonis Mons och Arsia Mons finns. Även om Noctis är mer eroderad och mindre hög än dessa tre jättar konkurrerar den nyupptäckta vulkanen med de andra i diameter då den är cirka 450 km i diameter (röd streckad cirkel på bilden ovan). Detkan finnas glaciäris under den eroderade vulkanens omkrets vilket gör området attraktivt för sökandet efter nuvarande eller fornt liv och därför framtida robot- och mänsklig utforskning. För mer om denna vulkan och fler bilder se här.

Bild https://www.seti.org/ En gigantisk vulkan på Mars.

Sökes marsresenärer

 

NASA söker personer till att delta i nästa simulerade ettåriga uppdrag på Mars yta för NASA planer på mänsklig utforskning av Mars. Det andra av tre planerade markbaserade uppdrag, kallat CHAPEA (Crew Health and Performance Exploration Analog) planerat att starta under våren 2025.

Varje Chapea-uppdrag involverar en frivillig besättning på fyra personer som bor och arbetar i en 1 700 kvadratmeter stor 3D-printad livsmiljö  på NASA:s Johnson Space Center i Houston. Livsmiljön kallas Mars Dune Alpha och ska simulera de utmaningar som möter de första människorna på Mars och dess problem med resurser, utrustningsfel som kan uppstå, kommunikationsförseningar med flera miljöstressande faktorer kända som okända. Besättningens uppgifter inkluderar även simulerade rymdpromenader, robotoperationer, underhåll av livsmiljö, träning och odling av grödor.

NASA söker för uppdraget friska, motiverade amerikanska medborgare eller permanent bosatta i USA som är icke-rökare, 30-55 år gamla och behärskar engelska för effektiv kommunikation mellan besättningsmedlemmar och kontrollcenter. Sökande bör ha en stark önskan om unika, givande äventyr och intresse av att bidra till NASA:s arbete med att förbereda den första mänskliga resan till Mars.

Sista ansökningsdag är tisdagen den 2 april. Ansökningsformulär 

Bild https://www.pexels.com/ på framtida marsresenärer.

Avgiftning av Mars vatten

 

Vatten är nödvändigt för mänsklig överlevnad och civilisation och är avgörande för fortsatt utforskning bortom jorden. På Mars finns gott om vatten för att upprätthålla våra ambitioner i form av is under ytan. Men det är inte rent vatten utan förorenat av giftiga perklorater. Perklorat och klorat är potenta oxidationsmedel som orsakar korrosion av utrustning och är farliga för människors hälsa vid intag även vid låga koncentrationer. Det är därför viktigt att Mars vatten avgiftas för att avlägsna dessa förorenande lösta ämnen innan det kan användas i drivmedelsproduktion, livsmedelsproduktion eller mänsklig konsumtion.

Omfattningen av den förväntade efterfrågan på vatten på Mars i framtiden belyser bristerna i traditionella vattenreningsmetoder, som kräver antingen stora mängder förbrukningsmaterial, hög elförbrukning eller behandling av vatten. Där för har utarbetats möjliga lösningar för rening av detta vatten.

I fas I kommer det att undersökas om nedanstående tillvägagångssätt är genomförbart beskriver Lynn Rothschild NASA Ames Research Center (ARC): Översättning blir för svår för denna texy så jag hoppas den kan förstås på engelska. Citat;

”Engineer the genes PcrAB and cld into B. subtilis 168 under the control of the strong promoter pVeg and test and quantify the efficacy of perchlorate reduction under the modeled conditions.

Develop B. subtilis strains that secrete the enzymes to test intra- vs extracellular efficacy.

Perform a trade study comparing the performance of biological water detoxification from Objs. 1 & 2 to traditional engineering approaches in terms of mass, power, and crew time.

Delineate a plan to infuse this technology in human Mars missions. Development of our detoxification biotechnology will also lead to more efficient solutions to natural and particularly industrial terrestrial perchlorate contamination on Earth. It will also shine a spotlight on the potential of using life rather than only industrial solutions to address our environmental problems, which may spur further innovations for other terrestrial environmental challenges such as climate change. The system will be launched as inert, dried spores stable at room temperature for years. Upon arrival at Mars, spores will be rehydrated and grown in a bioreactor that meets planetary protection standards. Martian water will be processed by the bioreactor to accomplish perchlorate reduction. Processed water can then be used or further purified as required.” slut citat från https://www.nasa.gov/general/detoxifying-mars/

Bild https://www.nasa.gov Grafisk skildring av avgiftning av Mars: den biokatalytiska elimineringen av allestädes närvarande perklorater Bild av Lynn Rothschild.

Isens rörelser på Mars

 

Detta inlägg innehåller ett kort sammandrag av en ny publicerad information från NASA,  publicerad den 18 dec 2023.

18 augusti 2023 fotograferade Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) räfflade linjer i Mars landskap som visade på rörelser i isen. Även om is på ytan oftast är begränsade till Mars polarisar förekommer dessa mönster även i en del icke-polära områden där is finns på Mars.

När isen rör sig neråt plockas sten och jord från det omgivande landskapet med i rörelsen och forslas längs med isens rörelse. Denna process kan ta tusentals år eller längre men skapar ett nätverk av linjära mönster som visar isflödets historia.

Rymdsonden MRO (Mars Orbiter Mission) har studerat Mars sedan 2006. Instrumenten ombord  zoomar in och ger extremt bra  närbildsfotografering av Mars yta, analyserar mineraler, letar efter vatten under ytan, spårar hur mycket damm och vatten som finns i atmosfären och övervakar det dagliga globala vädret på Mars.Insamlad data identifierar avlagringar av mineraler som kan ha bildats i vatten under långa tidsperioder, söker efter bevis på strandlinjer från forntida hav och sjöar och analyserar avlagringar som staplats i lager över tid av strömmande vatten.

Bild vikipedia. Mosaik av bilder tagna mellan den 16 december 2015 och den 26 januari 2016 av Mars Orbiter Mission