Den nyeste Mars-roveren, Perseverance, ankom Mars i februar 2021.

Nå kommer noen av de første vitenskapelige artiklene basert på data fra robotens instrumenter.

Fire artikler er nå publisert i tidsskriftene Science og Science Advances. De handler om bergartene og geologien på bunnen av Jezero-krateret.

Jezero-krateret ble valgt ut som landingsplass fordi forskere tror det huset en innsjø tidlig i Mars sin historie. Et flott elvedelta i enden av krateret viser at store mengder vann må ha rent inn.

– Slike miljøer på jorden er steder hvor liv trives, sier Amy Williams, astrobiolog ved University of Florida i en pressemelding.

– Målet med å utforske Jezero-deltaet og krateret er å lete i disse en gang beboelige miljøene etter bergarter som kan inneholde bevis på eldgammelt liv, sier Williams, som har vært med på en av de nye studiene.

Ingen sjøbunn

Forskere forventet å finne gammel sjøbunn i krateret, altså sedimentære bergarter. Det er bergarter som dannes når lag på lag med materiale havner i vannet og forsteines.

– Vi trodde vi skulle lande på sedimenter fra innsjøen. Det var det ikke. Det var en liten overraskelse, sier Svein-Erik Hamran til forskning.no.

Han er professor ved Institutt for teknologisystemer ved Universitetet i Oslo. Hamran har ledet arbeidet med å utvikle en av Perseverance sine instrumenter: en georadar kalt Rimfax som kan se flere meter ned i bakken på Mars.

Hamran er med på to av de nye studiene – en av dem presenterer de første resultatene fra Rimfax.

Når forskere snakker om sedimenter, så mener de løs masse av stein, jord eller dyre- og planterester. Sedimenter lages når fjell og stein forvitrer og eroderer, enten av vann, is eller bare luft. Det ekspertene kaller sedimentære bergarter, lages når disse løse massene blir presset sammen igjen til berg.

Lag nede i bakken

Forskningen om Rimfax-resulatene er basert på de tre første kilometerne Perseverance kjørte på Mars. Informasjonen ble samlet inn i fjor sommer.

Da kjørte Perseverance langs en formasjon som kalles Séitah og kikket omtrent 15 meter ned i bakken.

Rimfax avslørte en lagdeling i berggrunnen under hjulene på Perseverance.

– Det ligner veldig mye på sedimentære strukturer som man ser på jorda, sier Hamran.

Men data fra andre instrumenter viser at bakken er av vulkansk opprinnelse. Noen steder er nemlig lag i steinen helt oppe på overflaten.

– De andre instrumentene har sett på disse lagene og de konkluderer med at de mest sannsynlig er vulkanske, altså fra en lavastrøm.

Hamran legger til at det er vanskelig å avgjøre om en bergart på Mars er sedimentær eller vulkansk.

– Problemet er at sedimentære bergarter på Mars er dannet av de vulkanske. Alt på Mars er vulkansk. Så hvis man ser med instrument kun på mineralogien, på hva steinen er bygget opp av, så er det veldig vanskelig å si om det er en lavastrøm eller om det er omdannet til sediment i vann.

Skråner 15 grader

Det er også en annen ting i Rimfax-dataene som ikke passer med at kraterbunnen består av sedimenter.

– Havbunnssedimenter er ofte horisontale. Spesielt i en liten innsjø i et krater på Mars, så skulle man tro de var horisontale, sier Hamran.

Men slik var det ikke langs Séitah-formasjonen.

– Det vi oppdaga med Rimfax, var en lagdeling i fjellet som gikk skrått nedover 15 grader bort fra Séitah-formasjonen.

Langsom nedkjøling

Forskerne tror hellingen skyldes at lagene i berggrunnen først har vært dannet horisontalt. Deretter har det vært en lokal intrusjon, vulkanisme under som har løftet opp lagene og gjort dem skråstilt.

Når det gjelder lagdelingen i de vulkanske bergartene, tror forskerne at det stammer fra smeltemasse som har størknet seint.

– Hvis lavaen kjøler seg ned veldig langsomt, får du utfelling av ulike mineraler på ulik temperatur. De som størkner på en ny temperatur, ramler ned. Temperaturendringer som er langsomme vil da gi lagdelte bergarter. Det kalles en kumulat, forteller Hamran.

En alternativ tolkning er at de skrånende lagene ved Séitah-formasjonen stammer fra et eldre delta – da et annet og et eldre delta enn det som er synlig på overflaten.

– Når sedimenter bygger seg ut i et elvedelta, så får du slike lag som blir liggende skrående utover.

Hvis det stemmer har det vært flere perioder med mye vann i krateret.

Har vært vann

Jezero-krateret ble dannet i et stort meteorittnedslag. Men krateret skulle vært mye dypere. Derfor tror forskerne det er blitt fylt med materiale. Enten med sedimentere eller vulkanske bergarter.

– Det ser ut til at det har vært fylt opp med enten en lavastrøm som kom nedenifra krateret og opp, eller at det har kommet lava inn over kanten, sier Hamran.

Hva betyr det at forskerne ikke fant sedimentære bergarter på bunnen? Var det ikke en innsjø i krateret likevel?

– Jo, det har vært vann der, svarer Hamran.

– Men det har nok ikke vært stående vann der så lenge som man kanskje først trodde. Man ser at stein har vært omforvandlet av vann. Det er litt rart at det ikke er mer sedimenter i krateret.

Det kan være at det fantes sedimenter, men at de er erodert vekk.

Perseverance befinner seg nå i selve deltaet i enden av krateret. Her er det ganske klart at deltaet er tydelig formet av vann, forteller Hamran.

Magmasjø?

En av de nye studiene oppsummerer hva de tidlige undersøkelsene forteller om kraterbunnen.

Det er to måter å forklare den vulkanske steinen, ifølge David Shuster, geokjemiker og professor ved University of California, Berkeley.

– Enten avkjølte steinen under jorden og kom opp nedenfra på en eller annen måte, eller så var det noe slikt som en magmasjø som fylte opp krateret og som ble avkjølt gradvis, sier Shuster i en pressemelding.

Mer i vente

Studien er bare den første som kommer fra Rimfax. Perseverance har nå kjørt ni kilometer til siden i fjor sommer.

– Nå er vi oppe i deltaet. Her ser vi strukturer i bakken som er veldig interessante og som kommer i nye artikler, forteller Hamran.

Han er med å operere Rimfax og er fornøyd med resultatene.

– Instrumentet har virket fra dag én og vi har fått gode resultater hele tiden.

Perseverance er i gang med å samle inn steinprøver som skal hentes og fraktes til jorden om noen år.

– Da er veldig viktig å vite geologien, hvordan steinprøvene du tar tilbake er dannet. Rimfax er viktig i denne store sammenhengen, sier Svein-Erik Hamran.

------

Denne saken kan du også lese på engelsk på sciencenorway.no

Referanser:

Svein-Erik Hamran, m. fl.: «Ground penetrating radar observations of subsurface structures in the floor ofJezero crater, Mars», Science Advances, 25. august 2022.

K. A. Farley, m. fl.: «Aqueously altered igneous rocks sampled on the floor of Jezero crater, Mars», Science, 25. august 2022.

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om noe vi bør skrive om?

Første lydopptak fra Mars viser to lydhastigheter