Planetforskare från Rice University, NASA: s Johnson Space Center och California Institute of Technology har utarbetat ett svar på ett mysterium som har förbryllat Mars-forskare sedan NASA: s Curiosity-rover upptäckte ett mineralet tridymite i Gale Crater 2016.
Tridymit är ett högtemperaturpolymorf av kiseldioxid och förekommer oftast i form av tabulära vita eller färglösa pseudohexagonala kristaller eller skal i håligheter i vulkaniska bergarter. Det är en form av kvarts som är extremt sällsynt på jorden och det var inte lätt att förklara hur en koncentrerad bit av detta mineral hamnat i Gale Crater på Mars.
Att man fann det berodde på att kratern valdes som Curiositys
landningsplats på grund av sannolikheten för att här en gång funnits flytande vatten och Curiosity hittade även bevis som bekräftade att Gale Crater
haft en sjö för ca 1 miljard år sedan.
"Upptäckten av tridymit i en lersten i Gale Crater är en av de mest överraskande observationer som Curiosity Rover gjort under sina 10 år av utforskning på Mars", säger Rices Kirsten Siebach, medförfattare till en studie i ämnet publicerad online i Earth and Planetary Science Letters. "Tridymit är vanligtvis förknippat med kvartsbildande i explosiva vulkaniska system på jorden, men på Mars hittade vi det i botten av en gammal sjö …"sa Siebach biträdande professor vid Rices institution för jord-, miljö- och planetvetenskap och uppdragsspecialist för NASA: s Curiosity-team.
För att hitta svaret på mysteriet samarbetade hon med
två postdoktorsforskare i sin Rice-forskargrupp, Valerie Payré och Michael
Thorpe, NASA: s Elizabeth Rampe och Caltechs Paula Antoshechkina. Payré som var
studiens huvudförfattare är numera vid Northern Arizona University och förbereder
sig för att gå med i fakulteten vid University of Iowa i höst.
Siebach och med kollegor började med att omvärdera
data från varje rapporterat fynd av tridymit på jorden. De granskade även
vulkaniskt material från datamodeller av Mars vulkanism och undersökte sedimentära
bevis från den forntida Gale Crater-sjön. De utarbetade därefter ett nytt scenario som
matchade det man utgick från och fick som resultat att magman här fanns kvar längre än vanligt i en
kammare under just denna vulkan och genomgick en process av partiell kylning som
kallas fraktionerad kristallisering vilket resulterade i att mer kisel blev
tillgängligt. I ett massivt utbrott spydde vulkanen därefter ut aska som
innehöll kisel i form av tridymit i Gale Crater-sjön och omgivande floder.
Vattnet bröt ner askan genom naturliga processer av
kemisk vittring, och i vattnet t sorterades mineralerna genom utfällning och vittring. Siebach säger. "Vi hävdar att då vi bara hittade detta
mineral en gång och mycket koncentrerat i ett enda lager visade detta att vulkanen
förmodligen hade utbrott samtidigt som sjön fanns. Även om det specifika provet inte
uteslutande bestod av vulkanisk aska, var det aska som en gång hade vittrats och sorterats i
vatten.
Om ett vulkanutbrott som det i scenariot inträffade
när Gale Crater innehöll en sjö skulle det innebära att denna vulkanism
inträffade för mer än 3 miljarder år sedan under den tid Mars övergick från en
våtare och kanske varmare värld till den torra och karga planet den är idag.
"Det finns gott om bevis för basaltiska
vulkanutbrott på Mars, men det här fyndet är en mer utvecklad kemi", sa
hon. "Detta arbete tyder på att Mars kan ha en mer komplex och spännande
vulkanisk historia än vi föreställt oss före Curiositys fynd."
Curiosity-rovern är fortfarande aktiv.
Bild vikipedia som visar; Tabulära
tridymitkristaller från Ochtendung, Eifel, Tyskland.
