Det tog femton år med bildbehandling och nästan tre år med att sy ihop bitarna för att skapa den största bilden som någonsin gjorts, 8-biljoner pixel-mosaiken på Mars yta. Nu, den första studien för att använda bilden i sin helhet ger en enastående inblick i de gamla flodsystem som en gång täckte de expansiva slätterna på planetens södra halvklot. Dessa tre miljarder år gamla sedimentära bergarter, som de i jordens geologiska rekord, kan bevisa värdefulla mål för framtida utforskning av tidigare klimat och tektonik på Mars.

Arbetet, publicerad denna månad i Geologi , kompletterar befintlig forskning om Mars hydrologiska historia genom att kartlägga gamla fluviala (flod) åsar, som i huvudsak är omvända av en flodbotten. "Om du har en flodkanal, det är erosionsdelen av en flod. Så, per definition, det finns inga insättningar där för dig att studera, "Jay Dickson, huvudförfattare på tidningen, förklarar. "Du har floder som urholkar stenar, så vart tog de stenarna vägen? Dessa åsar är den andra halvan av pusslet. "Med hjälp av mosaiken, i motsats till mer lokaliserade bilder, låt forskarna lösa det pusslet i global skala.

Mars brukade vara en våt värld, vilket framgår av bergskivor av sjöar, floder, och glaciärer. Flodryggarna bildades för mellan 4 och 3 miljarder år sedan, när stor, platt liggande floder avsatte sediment i sina kanaler (snarare än att bara ha vattnet skurit bort vid ytan). Liknande system idag finns på platser som södra Utah och Death Valley i USA, och Atacamaöknen i Chile. Över tid, sediment byggt upp i kanalerna; när vattnet torkat upp, dessa åsar var allt som var kvar av några floder.

Åsarna finns bara på södra halvklotet, där några av Mars äldsta och mest robusta terräng är, men detta mönster är sannolikt en bevarande artefakt. "Dessa åsar var förmodligen över hela planeten, men efterföljande processer har begravt dem eller eroderat bort dem, "Säger Dickson." Det norra halvklotet är väldigt smidigt eftersom det har återuppstått, främst av lavaströmmar. "Dessutom, södra höglandet är "några av de plattaste ytorna i solsystemet, "säger Woodward Fischer, som var inblandad i detta arbete. Denna exceptionella planhet gav ett bra sedimentärt avsättning, gör det möjligt att skapa de poster som studeras idag.

Huruvida en region har fluviala åsar eller inte är en grundläggande observation som inte var möjlig förrän denna högupplösta bild av planetens yta monterades. Var och en av de 8 biljoner pixlar representerar 5 till 6 kvadratmeter, och täckningen är nästan 100 procent, tack vare den "spektakulära konstruktionen" av NASA:s kontextkamera som har gjort det möjligt att arbeta kontinuerligt i över ett decennium. Ett tidigare försök att kartlägga dessa åsar publicerades 2007 av Rebecca Williams, en medförfattare till den nya studien, men det arbetet begränsades av bildtäckning och kvalitet.

"Den första inventeringen av fluviala åsar med hjälp av mätskalor utfördes på data som samlades in mellan 1997 och 2006, "Säger Williams." Dessa bildremsor tog ett urval av planeten och gav frestande ögonblicksbilder av ytan, men det fanns en kvarvarande osäkerhet om saknade fluvial åsar i data luckorna. "

Upplösningen och täckningen av Mars yta i mosaiken har eliminerat mycket av lagets osäkerhet, fyller i luckor och ger sammanhang för funktionerna. Mosaiken tillåter forskare att utforska frågor i global skala, snarare än att vara begränsad till fläckigare, lokaliserade studier och extrapolerande resultat till hela halvklotet. Mycket tidigare forskning om Mars -hydrologi har begränsats till kratrar eller enskilda system, där både sedimentkällan och destinationen är kända. Det är användbart, men mer sammanhang är bättre för att verkligen förstå en planets miljöhistoria och för att vara mer säker på hur en individuell funktion bildades.

Förutom att identifiera 18 nya fluviala åsar, med hjälp av mosaikbilden fick teamet att granska funktioner som tidigare hade identifierats som fluviala åsar. Upon closer inspection, some weren't formed by rivers after all, but rather lava flows or glaciers. "If you only see a small part of [a ridge], you might have an idea of how it formed, " Dickson says. "But then you see it in a larger context—like, oh, it's the flank of a volcano, it's a lava flow. So now we can more confidently determine which are fluvial ridges, versus ridges formed by other processes."

Now that we have a global understanding of the distribution of ancient rivers on Mars, future explorations—whether by rover or by astronauts—could use these rock records to investigate what past climates and tectonics were like. "One of the biggest breakthroughs in the last twenty years is the recognition that Mars has a sedimentary record, which means we're not limited to studying the planet today, " Fischer says. "We can ask questions about its history." And in doing so, he says, we learn not only about a single planet's past, but also find "truths about how planets evolved... and why the Earth is habitable."

As this study is only the first to use the full mosaic, Dickson looks forward to seeing how it gets put to use next. "We expect to see more and more studies, similar in scale to what we're doing here, by other researchers around the world, " he says. "We hope that this 'maiden voyage' scientific study sets an example for the scale of science that can be done with a product this big."