När robotuppdrag först började landa på Mars yta på 1970-talet avslöjade de ett hårt, kallt och uttorkat landskap. Detta satte effektivt slut på generationer av spekulationer om 'Mars-kanaler' och möjligheten av liv på Mars. Men medan våra ansträngningar att utforska den röda planeten har fortsatt, har forskare funnit gott om bevis för att planeten en gång hade rinnande vatten på sin yta.
Dessutom har forskare uppmuntrats av uppkomsten av Recurring Slope Lineae (RSL), som ansågs vara tecken på säsongsbetonade vattenflöden. Tyvärr, a ny studie av forskare från U.S. Geological Survey indikerar att dessa egenskaper kan vara resultatet av torra, granulära flöden. Dessa fynd är ytterligare en indikation på att miljön kan vara för torr för att mikroorganismer ska överleva.
Studien, med titeln ' Granulära flöden vid återkommande sluttningslinjer på Mars indikerar en begränsad roll för flytande vatten ', dök nyligen upp i den vetenskapliga tidskriftenNaturgeovetenskap.Under ledning av Dr. Colin Dundas, från US Geological Survey's Astrogeology Science Center, inkluderade teamet också medlemmar från Lunar and Planetary Laboratory (LPL) vid University of Arizona och Durham University.
Denna inre sluttning av en Mars krater har flera av de säsongsbetonade mörka ränderna som kallas 'recurrent slope lineae' eller RSL, som fångades av HiRISE-kameran på NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter. Kredit: NASA/JPL-Caltech/UA/USGS
För sin studies skull konsulterade teamet data från Högupplöst bildvetenskapsexperiment (HiRISE) kamera ombord på NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Samma instrument var ansvarigt för 2011 upptäckt av RSL, som hittades på de mellersta breddgraderna på Mars södra halvklot. Dessa egenskaper observerades också dyka upp på Mars sluttningar under sen vår till sommaren och sedan blekna bort på vintern.
Den säsongsbetonade karaktären hos dessa flöden sågs som en stark indikation på att de var resultatet av strömmande saltvatten, vilket indikerades av upptäckten av hydratiserat salt på platserna. Men efter att ha granskat HiRISE-datan på nytt, drog Dundas och hans team slutsatsen att RSL endast förekommer på sluttningar som är branta nog för torra korn att sjunka - på ungefär samma sätt som de skulle göra på ytan av aktiva sanddyner.
Som Dundas förklarade i en nyligen genomförd NASA pressmeddelande :
'Vi har tänkt på RSL som möjliga flytande vattenflöden, men sluttningarna är mer som vad vi förväntar oss för torr sand. Denna nya förståelse av RSL stöder andra bevis som visar att Mars idag är väldigt torr.'
Med hjälp av bildpar från HiRISE konstruerade Dundas och hans kollegor en serie 3D-modeller av brant sluttning. Dessa modeller inkorporerade 151 RSL-funktioner som identifierats av MRO på 10 olika platser. I nästan alla fall fann de att RSL var begränsad till sluttningar som var brantare än 27° och varje flöde slutade på en sluttning som matchade mönstren som sågs i sjunkande torra sanddyner på Mars och jorden.
Mörka, smala ränder som flyter nedför på Mars på platser som Horowitz-kratern antas bero på säsongsbetonade vattenflöden. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Univ. av Arizona
I grund och botten slutar sandflöden där en brant vinkel ger vika för en mindre brant 'vilovinkel', medan flytande vattenflöden är kända för att sträcka sig längs mindre branta sluttningar. Som Alfred McEwen, HiRISE:s huvudutredare vid University of Arizona och en medförfattare till studien, indikerade: 'RSL flyter inte på grundare sluttningar, och längderna på dessa är så nära korrelerade med den dynamiska vilovinkeln, det kan inte vara en slump.”
Dessa observationer är något av en nedgång, eftersom närvaron av flytande vatten i Mars ekvatorialregion sågs som en möjlig indikation på mikrobiellt liv. Jämfört med säsongsbetonade saltlösningsflöden passar dock förekomsten av granulära flöden mycket bättre med vad som är känt om Mars moderna miljö. Med tanke på att Mars atmosfär är mycket tunn och kall, var det svårt att fastställa hur flytande vatten kunde överleva på dess yta.
Ändå löser inte dessa senaste fynd allt mysterium kring RSL. Till exempel kvarstår frågan om exakt hur dessa många flöden börjar och gradvis växer, för att inte tala om deras säsongsbetonade utseende och hur de snabbt bleknar när de är inaktiva. Utöver det kommer frågan om hydratiserade salter, som har bekräftats innehålla spår av vatten.
Till detta ger studieförfattarna några möjliga förklaringar. Till exempel indikerar de att salter kan bli hydratiserade genom att dra vattenånga från atmosfären, vilket kan förklara varför fläckar längs sluttningarna upplever förändringar i färg. De föreslår också att säsongsmässiga förändringar i hydrering kan resultera i någon utlösande mekanism för RSL-kornflöden, där vatten absorberas och släpps, vilket gör att sluttningen kollapsar.
NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter undersöker Mars vattencykel. Kredit: NASA/JPL/Corby Waste
Om atmosfärisk vattenånga är en utlösande faktor, väcker det en annan viktig fråga - d.v.s. varför visas RSL på vissa sluttningar och inte andra? Som Alfred McEwen – HiRISE:s huvudutredare och medförfattare till studien – förklarade, kan detta tyda på att RSL på Mars och mekanismerna bakom deras bildande kanske inte är helt lika det vi ser här på jorden.
'RSL bildas förmodligen av någon mekanism som är unik för Mars miljö', sa han, 'så de representerar en möjlighet att lära sig om hur Mars beter sig, vilket är viktigt för framtida ytutforskning.' Rich Zurek, MRO-projektforskaren vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, håller med. Som han förklarade ,
'Full förståelse för RSL beror sannolikt på undersökning på plats av dessa funktioner. Även om den nya rapporten antyder att RSL inte är tillräckligt våta för att gynna mikrobiellt liv, är det troligt att undersökningar på plats av dessa platser fortfarande kommer att kräva speciella procedurer för att skydda sig mot att introducera mikrober från jorden, åtminstone tills de definitivt karakteriseras. I synnerhet undviker vi oss fortfarande en fullständig förklaring av hur dessa gåtfulla egenskaper mörknar och bleknar. Fjärranalys vid olika tidpunkter på dagen kan ge viktiga ledtrådar.'
Under de kommande åren planerar NASA att genomföra utforskningen av flera platser på Mars yta med hjälp av mars 2020 rover, som inkluderar ett planerat prov-retur-uppdrag. Dessa prover, efter att ha samlats in och lagrats av rovern, förväntas hämtas av ett besättningsuppdrag som monterades någon gång på 2030-talet och sedan återvändas till jorden för analys.
Dagarna när vi äntligen kan studera Mars moderna miljö på nära håll närmar sig med stormsteg, och förväntas avslöja några ganska jordkrossande saker!
Vidare läsning: NASA