Ett team av vetenskapsmän ledda av Carnegies Shaunna Morrison och inklusive Bob Hazen har avslöjat Mars mineralogi i en aldrig tidigare skådad skala, som kommer att hjälpa dem att förstå planetens geologiska historia och beboelighet. Deras resultat publiceras i två Amerikansk mineralog papper.

Mineraler bildas från nya kombinationer av element. Dessa kombinationer kan underlättas av geologisk aktivitet, inklusive vulkaner och interaktioner mellan vatten och sten. Förstå mineralogin hos en annan planet, som Mars, gör det möjligt för forskare att backa och förstå de krafter som formade deras formation på den platsen.

Ett instrument på NASA:s Mars Curiosity Rover kallat Chemistry and Mineralogy Instrument, eller CheMin, är det första verktyget i sitt slag som någonsin fungerar på en annan planet. Men det finns begränsningar för hur mycket det kan berätta för forskare om den röda planetens mineraler – hur de bildades och vad de kan belysa om Mars historia.

Men Morrison hittade ett sätt att få fram ännu mer information från CheMin-data, information som målar upp en detaljerad bild av de mineraler som roveren mötte på Mars.

CheMin kan urskilja vilka typer av mineraler som finns på Mars och i vilka proportioner de finns. Men tills detta senaste verk från Morrison, forskare hade inte kalibreringsförmågan att mäta den exakta sammansättningen eller kristallkemin hos dessa mineraler enbart från CheMin-data. Till exempel, CheMin berättade för jordbundna forskare att vissa typer av fältspat finns på Mars, men det gav inte den detaljnivå som kan ge mineraloger viktiga ledtrådar om förhållandena under de bildade fältspatarna.

Kristaller, per definition, har en långvarig repetitiv struktur. Den minsta enheten av geometrin för detta kristallgitter kallas enhetscellen, består av återkommande atomenheter. Morrison insåg att eftersom enhetscelldimensionerna för mineraler som hittades i de 13 prover som CheMin tog av jorden, sandstenar, och formationer av Mar's Gale Crater är kända, hon kunde använda dem som en nyckel för att låsa upp mer information om de mineraler som provades av CheMin.

"Jag letade igenom litteraturen, samla in och analysera tusentals mätningar av både mineralsammansättningar och enhetscellsdimensioner och sedan fastställa ett matematiskt samband mellan dem, "Förklarade Morrison. "När detta förhållande väl var etablerat, det skulle kunna användas för att få fram mycket mer detaljer om mineralerna i marsproverna som tagits av CheMin."

Till exempel, CheMin kunde mäta att Mars Gale Crater innehåller mineralerna fältspat och olivin. Genom att använda Morrisons koppling mellan enhetsceller och kompositioner, teamet kunde avgöra hur sammansättningen av fältspat varierar mellan de olika provtagningsplatserna, som kan ge information om dess magmatiska ursprung. Dessutom, procentandelen magnesium som finns i olivinprover varierar från 52 till 72 procent, som jämfört med marsmeteoriter kan ge information om vattenhaltig förändring av materialet.

"Tack vare Shaunnas kreativa inställning, vi har förbättrat CheMins upplösning med en storleksordning, " Hazen förklarade. "Resultatet är den mest levande bilden hittills av mineralogin på en annan planet."