En ny uppsats berikar forskarnas förståelse för var bergrekordet bevarade eller förstörde bevis på Mars förflutna och möjliga tecken på forntida liv.

I dag, Mars är en planet av extremer - det är bittert kallt, har hög strålning, och är benturt. Men för miljarder år sedan, Mars var hem för sjösystem som kunde ha upprätthållit mikrobiellt liv. När planetens klimat förändrades, en sådan sjö — i Mars Gale Crater — torkade långsamt ut. Forskare har nya bevis för att supersalt vatten, eller saltlösningar, sipprade djupt genom springorna, mellan jordkorn i den uttorkade sjöbotten och förändrade de lermineralrika lagren under.

Resultaten publicerade i 9 juli-upplagan av tidskriften Vetenskap och leds av teamet som ansvarar för kemi och mineralogi, eller CheMin, instrument – ​​ombord på NASA:s Mars Science Laboratory Curiosity-rover – bidra till att öka förståelsen för var bergrekordet bevarade eller förstörde bevis på Mars förflutna och möjliga tecken på forntida liv.

"Vi brukade tro att när dessa lager av lermineral bildades på botten av sjön i Gale Crater, de stannade så, bevara det ögonblick i tiden de bildades i miljarder år, sa Tom Bristow, CheMins huvudutredare och huvudförfattare till artikeln vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley. "Men senare saltlösningar bröt ner dessa lermineraler på vissa ställen - vilket i huvudsak återställde bergrekordet."

Mars:Det går på din permanenta post

Mars har en skattkammare av otroligt gamla stenar och mineraler jämfört med jorden. Och med Gale Craters ostörda lager av stenar, forskare visste att det skulle vara en utmärkt plats att söka efter bevis på planetens historia, och möjligen livet.

Med hjälp av CheMin, forskare jämförde prover tagna från två områden cirka en kvarts mil bortsett från ett lager av lersten som avsattes för miljarder år sedan på botten av sjön vid Gale Crater. Förvånande, i ett område, ungefär hälften av lermineralerna de förväntade sig att hitta saknades. Istället, de hittade lerstenar rika på järnoxider – mineraler som ger Mars dess karakteristiska rostigröda färg.

Forskare visste att lerstenarna som provades var ungefär lika gamla och började på samma sätt – laddade med leror – i båda de studerade områdena. Så varför då, när Curiosity utforskade de sedimentära leravlagringarna längs Gale Crater, "försvann" fläckar av lermineraler – och bevisen de bevarar –?

Lerar håller ledtrådar

Mineraler är som en tidskapsel; de ger en uppteckning över hur miljön var när de bildades. Lermineraler har vatten i sin struktur och är bevis på att jordar och stenar som innehåller dem kom i kontakt med vatten någon gång.

"Eftersom mineralerna vi hittar på Mars också bildas på vissa platser på jorden, vi kan använda vad vi vet om hur de bildas på jorden för att berätta om hur salt eller surt vattnet på forntida Mars var, sa Liz Rampe, CheMin biträdande huvudutredare och medförfattare vid NASA:s Johnson Space Center i Houston.

Tidigare arbete avslöjade att medan Gale Crater sjöar var närvarande och även efter att de torkat ut, grundvatten rörde sig under ytan, lösa upp och transportera kemikalier. Efter att de hade deponerats och begravts, vissa lerstensfickor upplevde olika förhållanden och processer på grund av interaktioner med dessa vatten som förändrade mineralogin. Denna process, känd som "diagenes, " komplicerar eller raderar ofta jordens tidigare historia och skriver en ny.

Diagenesis skapar en underjordisk miljö som kan stödja mikrobiellt liv. Faktiskt, några mycket unika livsmiljöer på jorden – där mikrober trivs – är kända som "djupa biosfärer".

"Det här är utmärkta platser att leta efter bevis på forntida liv och mäta beboelighet, sade John Grotzinger, CheMin medutredare och medförfattare vid California Institute of Technology, eller Caltech, i Pasadena, Kalifornien. "Även om diagenes kan radera tecknen på liv i den ursprungliga sjön, det skapar de kemiska gradienter som är nödvändiga för att stödja liv under ytan, så vi är verkligen glada över att ha upptäckt detta."

Genom att jämföra detaljerna om mineraler från båda proverna, teamet drog slutsatsen att saltvatten som filtrerades ner genom överliggande sedimentlager var ansvarig för förändringarna. Till skillnad från den relativt sötvattensjö som fanns när lerstenarna bildades, det salta vattnet misstänks ha kommit från senare sjöar som funnits i en överlag torrare miljö. Forskare tror att dessa resultat ger ytterligare bevis på effekterna av Mars klimatförändringar för miljarder år sedan. De ger också mer detaljerad information som sedan används för att vägleda Curiosity-roverns undersökningar av den röda planetens historia. Denna information kommer också att användas av NASA:s Mars 2020 Perseverance rover-team när de utvärderar och väljer stenprover för att eventuellt återvända till jorden.

"Vi har lärt oss något mycket viktigt:Det finns vissa delar av Mars rockskivan som inte är så bra på att bevara bevis på planetens förflutna och möjliga liv, " sa Ashwin Vasavada, Nyfikenhetsprojektforskare och medförfattare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Det lyckliga är att vi hittar båda nära varandra i Gale Crater, och kan använda mineralogi för att säga vilken som är vilken."

Curiosity är i den inledande fasen av att undersöka övergången till en "sulfatbärande enhet, " eller stenar som tros ha bildats medan Mars klimat torkade ut.