Langt hjemmefra, alene i et krater på en planet der bare robotene ferdes, undersøker NASAs rover Perseverance et tørt landskap som en gang var formet av rennende vann. Nå tyder nye data på at elvehistorien i Jezero-krateret på Mars er langt mer omfattende enn forskerne tidligere har trodd.
Måleinstrumentet RIMFAX, en bakkeinntrengende radar om bord på roveren, har nemlig «sett» dypere ned i grunnen enn før. Resultatet er et bilde av et omfattende, skjult delta- og kanalsystem under dagens synlige delta. Dette antyder at vann kan ha strømmet over Mars i en lengre tidsperiode enn det overflateformasjonene alene gir inntrykk av.
– Samlet sett viser RIMFAX et bredere elvesystem enn det vi har observert fra bane, og peker mot et lengre tidsrom med avsetninger fra rennende vann, vannrelatert kjemisk omdanning og potensielt beboelige forhold enn vi tidligere har sett for oss i Jezero-krateret, sier geomikrobiolog Emily Cardarelli ved University of California, Los Angeles.
– RIMFAX har avdekket et eldre delta-miljø under det nåværende deltaet, noe som skyver perioden med mulig beboelighet i Jezero lenger tilbake i tid, sier hun.
Mars var ikke alltid tørr
Etter mange år med utforskning har det blitt stadig tydeligere at Mars ikke alltid har vært den tørre og støvete planeten vi ser i dag. Spor i landskapet, sammen med mineraler som vanligvis dannes i nærvær av flytende vann, peker mot en fortid med mer aktiv hydrologi.
Et av de store spørsmålene for forskere er hvor lenge flytende vann faktisk var til stede på overflaten. Jo lenger slike forhold varte, desto større er tidsvinduet for at mikrobielt liv kunne ha oppstått.
Mars’ geologi er i tillegg uvanlig godt bevart gjennom milliarder av år, blant annet fordi planeten ikke har de samme aktive platetektoniske prosessene og den typen værslitasje som preger Jorden. Deltaet i Jezero-krateret, der Perseverance opererer, antas å være rundt 3,7 milliarder år gammelt.
En geologisk gåte under overflaten
Noen av mineralavsetningene i Jezero har likevel skapt hodebry. Særlig gjelder dette et område forskerne omtaler som Margin, rikt på karbonater og olivin. For å forstå hvordan denne enheten ble dannet, gjennomførte teamet en omfattende radarkartlegging.
I løpet av 78 kjøreetapper mellom september 2023 og februar 2024 gjorde Perseverance gjentatte målinger langs en trasé på om lag 6,1 kilometer. Radarobservasjonene nådde dyp på mer enn 35 meter.
– Da vi så radarbildet fra Sol 909, forsto vi at denne enheten var mer «gjennomsiktig» for radar enn andre enheter vi hadde sett. Etter hvert som vi kjørte videre på Margin-enheten, kunne vi se stadig dypere ned, helt til rundt 35 meter, sier Cardarelli.
– Radarbildet fra Sol 1052 var spesielt spennende, fordi vi begynte å se komplekse strukturer i dypet som vi ikke hadde observert før, sier hun.
Lag på lag med spor etter rennende vann
Radardataene avdekket mange lag av bergarter dypt under bakken. Lagene ligger i skrånende mønstre som på Jorden ofte forbindes med sedimenter som avsettes når vann strømmer inn i et større basseng. Forskerne identifiserte også former som ligner kanaler og «lober», i tillegg til erosjonsspor og begravde steinblokker.
– Dette er vanlige trekk i elvesystemer, men bevaringen er ikke alltid garantert fordi elver er dynamiske, sier Cardarelli.
Selv om radar bare undersøker noen titalls meter ned på hvert målepunkt, kan forskerne kombinere målingene langs hele ruten og dermed rekonstruere et langt tykkere avsetningslag.
Kan være opptil 90 meter tykt
Ved å sette sammen dataene anslår forskerne at Margin-enheten kan være opptil 90 meter tykk. Det tyder på flere episoder med avsetning over tid, med tegn til erosjon mellom periodene. Med utgangspunkt i Jezero-kraterets geologiske sammenheng estimerer teamet at området kan ha hatt et fungerende delta allerede tidlig i planetens historie, for mellom 4,2 og 3,7 milliarder år siden.
– Vi anslår at Margin-enheten har en reell tykkelse, eller vertikal utstrekning, på minst 85 til 90 meter, sier Cardarelli.
– Strukturene vi dokumenterer varierer i størrelse fra under én meter til flere hundre meter i lengde, sier hun.
Lengre «vannhistorie» gir større muligheter for liv
Samlet peker funnene mot at Mars ikke bare hadde vann i en kort fase, men kan ha opplevd flere perioder der vann strømmet over og formet overflaten. En slik forlenget vannhistorie øker mulighetene for at liv kan ha oppstått, og kan også ha betydning for om spor etter tidligere liv kan ha blitt bevart under bakken i Jezero-krateret.
Forskerne skriver at detaljerte indre strukturer kan ha bevart mineralinnhold og geokjemiske forhold fra tidligere vannrelaterte hendelser, og at dette kan ha gitt beboelige forhold i fortiden.
Studien er publisert i tidsskriftet Science Advances.
