För en tid, forskare har vetat att Mars en gång var en mycket varmare och blötare miljö än den är idag. Dock, för mellan 4,2 och 3,7 miljarder år sedan, dess atmosfär avlägsnades långsamt, som förvandlade ytan till den kalla och uttorkade plats vi känner idag. Även efter att flera uppdrag har bekräftat förekomsten av gamla sjöbäddar och floder, det finns fortfarande obesvarade frågor om hur mycket vatten Mars en gång hade.

En av de viktigaste obesvarade frågorna är om stora hav eller ett hav någonsin funnits i det norra låglandet. Enligt en ny studie av ett internationellt team av forskare, Hypanis Valles antika flodsystem är faktiskt resterna av ett floddelta. Närvaron av denna geologiska egenskap är en indikation på att detta flodsystem en gång tömdes ut i ett forntida Marshav på Mars norra halvklot.

För deras studiers skull, med titeln "The Hypanis Valles delta:The last highstand of a sea on early Mars?" som nyligen dök upp i tidningen Earth and Planetary Science Letters , det internationella laget konsulterade data från Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) och 2001 Mars Odyssey-sonden för att undersöka morfologin, sedimentär arkitektur, och avsättningsmiljön i Hypanis Valles-regionen.

Detta delta är det som skiljer det södra höglandet från det norra låglandet, där ett gammalt hav en gång tros ha funnits – en teori som har förblivit obevisad. Baserat på data från MRO:s High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) instrument och 2001 Odyssey's Thermal EMission Imaging System (THEMIS), teamet hittade övertygande bevis för att en stor vattenmassa en gång täckte den norra tredjedelen av Mars.

Som Joel Davis – en postdoktor i Planetary Surface Group vid Naturhistoriska museet och en medförfattare till tidningen – förklarade i ett färskt pressmeddelande från NHM:

"Ett hav på Mars betyder att Mars förmodligen hade en mycket jordliknande vattencykel, med floder, sjöar, och nu hav, alla som förmodligen samverkade som en del av ett planetomfattande system. Vi tror att denna jordliknande hydrologiska cykel var aktiv för cirka 3,7 miljarder år sedan, och började stängas av någon gång efter det. Vår studie är inte definitivt bevis för ett hav, men dessa geologiska egenskaper är mycket svåra att förklara utan en."

Att avgöra om Mars hade stående vatten i det förflutna har inte varit någon lätt utmaning, främst på grund av att Mars saknar den typ av uppenbara indikationer på sjöar och hav på sin yta (som finkorniga sandavlagringar eller klara strandlinjer). Som ett resultat, forskare har varit tvungna att leta efter andra sätt att identifiera var vattnet flödade och sanden avsattes, det är där sedimentära fans kommer in i bilden.

I detta fall, fläkten som identifierades var ett floddelta, som bildas när en flod saktar ner i närvaro av en långsammare eller stillastående vattenmassa. Detta gör att alla små sediment som transporteras av floden lägger sig på marken och bildar geologiska egenskaper (t.ex. små öar vid flodens mynning) över tiden. Förr, floddeltat har hittats på Mars, men bara i kratrar där vatten rann ut i en sjö.

Typexempel, Curiosity rover, som har studerat Gale-kratern sedan den landade där 2012, har upptäckt rikliga bevis för att kratern en gång var en sjö. Dessa bevis inkluderade lermineraler vid foten av Mount Sharp, samt sedimentavlagringar och kanaler som upptäckts i kraterväggen och Mount Sharp som bara kunde förklaras av att vatten rinner in i kratern.

Tack vare deras studier, Forskare kan nu med säkerhet säga att Hypanis sedimentära fläkt är bevis på en stående vattenmassa som är tillräckligt stor för att vara ett hav. Deras studie visar också hur havet drog sig tillbaka när klimatet gradvis blev kallare och torrare. I grund och botten, när havsnivån sjönk med nästan 500 meter, Hypanisdeltat började växa utåt som ett resultat.

Till sist, de fastställde att för ungefär 3,6 miljarder år sedan, vattensystemet torkade ut och försvann, vilket stämmer överens med när Mars förlorade det mesta av sin antika atmosfär. Sen den tiden, inget vatten har kunnat finnas på ytan i någon annan form än is – med undantag för en underjordisk sjö som nyligen upptäcktes.

Som Dr Peter Fawdon, en postdoktorand forskningsassistent från Open University och huvudförfattaren till studien, förklarade:

"Forskningen har avsevärt bidragit till vår förståelse av klimatet på tidiga Mars, som vi nu vet gick från att ha en vattencykel som liknar jordens till att vara en förkylning, ökenliknande landskap under en relativt kort period. Vi skulle vilja få en bättre förståelse för hur många av dessa floddelta som finns på Mars så att vi kan bestämma positionen och storleken på dess gamla hav."

Denna studie har inte bara gett definitiva bevis för att de är ett hav på Mars, det är också betydelsefullt eftersom kustlinjen i detta uråldriga hav ligger nära där ExoMars 2020 och Mars 2020 roverna kommer att landa under de kommande åren. Det faktum att det en gång funnits ett hav där ökar oddsen för att dessa rovers kommer att hitta bevis på tidigare liv på mars – vilket är deras primära mål.

Under det senaste århundradet, vår kollektiva förståelse av Mars har förändrats dramatiskt. En gång troddes vara en planet genomkorsad av kanaler och bebodd av små gröna män, de första robotuppdragen till den röda planeten avslöjade ett fruset landskap som var livsfientligt. Dock, under de senaste decennierna, bevis har dykt upp som visar att Mars kan ha stött liv i det förflutna.

Och även om det kanske finns eller inte finns liv där idag, Mars är fortfarande en dynamisk och fascinerande plats som kan lära oss mycket om vårt solsystems historia och utveckling. Dock, om det fortfarande finns mikrober att hitta på den röda planeten, ExoMars 2020 och Mars 2020 rovers är sannolikt de som hittar den.