CU Boulder-geologen Lisa Mayhew är en av forskarna som arbetar med att återskapa historien om ett uråldrigt landskap som inte skulle se malplacerad ut i Utah – bara den här terrängen ligger på Mars miljontals mil från jorden.

Mayhew är medlem i vetenskapsteamet för NASA:s Mars 2020-uppdrag, som leds av Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. I augusti publicerade hon och hennes kollegor några av de första uppsättningarna resultat från Perseverance-roverns utforskning av den röda planeten.

Fynden tar en djup titt på Jezero Crater. För mer än 3 miljarder år sedan träffade en stor asteroid Mars och bildade detta geologiska drag som sträcker sig nästan 30 miles över och innehåller böljande sanddyner och branta klippor. Med hjälp av en serie vetenskapliga instrument ombord på Perseverance-rovern, som är ungefär lika stor som en SUV, har forskarna börjat utforska det landskapets förflutna – och visat hur magmatisk sten bildar kraterbotten och hur vatten omformade klipporna under en tid då en stor sjön fyllde troligen denna region.

"Vi har mycket information från omloppsbana som informerar om vad vi tror att Mars geologi, minerologi och kemi kan vara", säger Mayhew, en forskarassistent vid institutionen för geologiska vetenskaper vid CU Boulder. "Men att ta en rover där är ett otroligt värdefullt verktyg för att se till att vi faktiskt förstår vad som händer."

De nya resultaten är en kupp för den där oförskämda maskinen. Den mer än 1 ton tunga Perseverance landade på Mars den 18 februari 2021. Det och Mayhew har varit upptagna sedan dess. Under mer än 570 marsdagar, eller "sols", har rovern utforskat nästan 8 miles av planetens yta. De nya studierna fokuserar på Perseverances första år, som rovern tillbringade med att undersöka geologiska formationer och egenskaper längs kraterbotten, inklusive två som heter Máaz och Séítah.

Mayhew, som tidigare bara hade studerat stenar på jorden, ser uppdraget som en chans att tänja på sina färdigheter som geolog och, åtminstone ställföreträdande, sätta sina fötter på en annan värld.

"Jag inser ibland hur galet det är att jag gör det jag gör," sa hon. "Jag är verkligen tacksam över att jag har haft möjligheten att vara en del av denna banbrytande vetenskap."

Skrivet i rock

Jezero Crater kan se torr och dammig ut idag, men för mer än 3 miljarder år sedan skulle den ha varit nästan oigenkännlig. Här matade vatten som strömmade in från ett inlopp en sjö som växte och krympte i storlek under eonerna.

Mayhew och hennes kollegor försöker konkretisera tidslinjen för det blötare förflutna.

Teamets första uppsättning fynd återfinns i två geologiska formationer, särskilt:Máaz, Navajo för "Mars", en funktion som verkar ligga över den större Séítah, Navajo för "bland sanden." För att studera denna terräng förlitade sig forskarna på flera instrument ombord på Perseverance, inklusive SuperCam. Detta vridbara instrument sitter på toppen av rovern och använder laserljus för att kvantifiera grundämnen och identifiera mineraler som finns i olika bergarter.

Mayhew är medförfattare till två artiklar ledda av Ken Farley från California Institute of Technology och Roger Wiens från Los Alamos National Laboratory som beskriver Perseverances första år på Mars. Studierna publicerades den 25 augusti i tidskrifterna Science och vetenskapliga framsteg . Andra forskarlag publicerade samtidigt fler resultat från uppdraget.

Gruppens resultat pekar på ett överraskande ursprung för dessa formationer:En kropp av het, smält sten kan ha funnits vid kraterbotten, som satte sig och svalnade i flera steg, vilket potentiellt bildade både Séítah och Máaz. Alternativt kan Máaz också ha bildats när separata lavaströmmar flyttade in i kratern.

"En idé är att detta var en enda stenkropp som bildades från magma som kyldes under jorden," sa Mayhew. "Men en annan modell är att Máaz kan ha bildats separat av lava som aktivt strömmar på Mars yta."

Projektet berör en fråga som har motiverat stora delar av hennes decennier långa karriär:Hur skapar livet en existens på några av de mest osannolika platserna på vår planet?

Under 2007 och 2008 seglade Mayhew på forskningskryssningar som samlade stenar från botten av Stilla havet och Atlanten för att lära sig mer om mikrobiellt liv i hydrotermiska system. 2015 deltog hon i en forskningskryssning för International Ocean Drilling Program som borrade ner i underytan av ett hydrotermiskt system för att komma åt aktivt reagerande bergarter. På dessa platser reagerar stenar med vatten och producerar kemikalier som vätgas - näringsämnen som stöder levande samhällen av mikrober som i sin tur kan stödja mer komplext liv som kräftdjur och andra ryggradslösa djur.

"Min forskning har alltid tagit upp hur vatten förändrar stenar och hur den processen kan stödja liv," sa Mayhew.

Återvänder till jorden

För att ta reda på om stenar i Jezero kan ha stött liv för miljarder år sedan måste Mayhew och hennes kollegor ta en mycket närmare titt på dessa bitar av Mars – under mikroskopet i laboratorier på jorden.

Under sitt uppdrag, förklarade hon, använder Perseverance en borr för att gräva ut ungefär 40 geologiska prover från Mars, och lagra dem i förseglade rör. NASA samarbetar med European Space Agency (ESA) på separata uppdrag som kommer att resa till Mars för att plocka upp 30 av dessa rör och föra dem tillbaka till jorden.

Mayhew är en av 15 forskare i uppdragets Return Sample Science-team. Hon och hennes kollegor samarbetar med andra teammedlemmar och Perseverances operatörer för att bestämma vilka stenar rovern ska samla. Hittills har teamet fyllt 13 av sina provrör, 12 med stenar och ett med ett prov av atmosfär, med planer på att samla in fler stenprover snart. Teamet har också förseglat två "vittnes"-rör för att samla upp damm och partiklar i atmosfären, vilket gör det möjligt för forskare att mäta föroreningar som kan förekomma under provtagningsprocessen.

Mayhew sa att övergången från en jordbaserad geolog till en vetenskapsman som arbetar på en främmande värld har varit tuff men givande.

"Det har känts som en stor inlärningskurva. Jag har inte den bakgrund som många i teamet har, särskilt de som har arbetat med roveruppdrag sedan Opportunity och Spirit gick upp i början av 2000-talet", sa Mayhew . "Jag försöker hela tiden hålla mina öron öppna och lära mig av dem."

I mars 2022 lämnade Perseverance kraterbotten för vad som kan vara den mest spännande terrängen i uppdraget – deltat. Här kommer teamet att samla stenar som deponerades på kraterbotten när vatten en gång strömmade på Mars.

Perseverance, och Mayhew, visar inga tecken på att sluta:"Det är ett hektiskt schema, och vi måste fortsätta röra på oss." + Utforska vidare

Har det någonsin funnits liv på Mars? NASA:s Perseverance-rover hittar organiskt material i stenprover