Ett forskarlag som använde ChemCam-instrumentet ombord på NASA:s Curiosity-rover upptäckte högre än vanligt mängder av mangan i bergarter i sjöbotten i Gale Crater på Mars, vilket indikerar att sedimenten bildades i en flod, ett delta eller nära stranden av en gammal sjö . Resultaten publicerades idag i Journal of Geophysical Research:Planets.
"Det är svårt för manganoxid att bildas på Mars yta, så vi förväntade oss inte att hitta den i så höga koncentrationer i en strandlinje", säger Patrick Gasda, från Los Alamos National Laboratorys Space Science and Applications-grupp och ledare författare till studien.
"På jorden sker den här typen av avlagringar hela tiden på grund av det höga syrehalten i vår atmosfär som produceras av fotosyntetiskt liv, och från mikrober som hjälper till att katalysera dessa manganoxidationsreaktioner.
"På Mars har vi inga bevis för liv, och mekanismen för att producera syre i Mars antika atmosfär är oklart, så hur manganoxiden bildades och koncentrerades här är verkligen förbryllande. Dessa fynd pekar på större processer som inträffar i Mars atmosfär eller ytvatten och visar att mer arbete måste göras för att förstå oxidation på Mars," tillade Gasda.
ChemCam, som utvecklades vid Los Alamos och CNES (den franska rymdorganisationen), använder en laser för att bilda ett plasma på ytan av en sten och samlar in det ljuset för att kvantifiera grundämnessammansättningen i stenar.
De sedimentära stenarna som utforskas av roveren är en blandning av sand, silt och lera. De sandiga stenarna är mer porösa och grundvatten kan lättare passera genom sanden jämfört med leran som utgör de flesta av sjöbottenstenarna i Gale-kratern.
Forskargruppen tittade på hur mangan kunde ha anrikats i dessa sandar – till exempel genom att grundvatten tränger in genom sanden på stranden av en sjö eller mynning av ett delta – och vilken oxidant som kan vara ansvarig för utfällningen av mangan i stenar.
På jorden blir mangan anrikat på grund av syre i atmosfären, och denna process påskyndas ofta av närvaron av mikrober. Mikrober på jorden kan använda mangans många oxidationstillstånd som energi för metabolism; om liv fanns på forntida Mars, skulle de ökade mängderna mangan i dessa stenar längs sjöstranden ha varit en användbar energikälla för livet.
"Galesjömiljön, som avslöjas av dessa gamla stenar, ger oss ett fönster in i en beboelig miljö som ser förvånansvärt lik ut platser på jorden idag", säger Nina Lanza, chefsutredare för ChemCam-instrumentet. "Manganmineraler är vanliga i det grunda, oxiska vattnet som finns vid sjöstränder på jorden, och det är anmärkningsvärt att hitta sådana igenkännliga egenskaper på forntida Mars."
Mer information: P. J. Gasda et al, Mangan-rika sandstenar som en indikator på forntida oxiska sjövattenförhållanden i Gale Crater, Mars, Journal of Geophysical Research:Planets (2024). DOI:10.1029/2023JE007923
Journalinformation: Journal of Geophysical Research:Planets
Tillhandahålls av Los Alamos National Laboratory
