Wassergeist: Rover-Funde Hinweis Auf Eine Wärmere Wetterzeit Auf Dem Mars
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Anonim

Vor Milliarden von Jahren könnten sich unter wässrigen Gewächshausbedingungen reichlich Karbonatmineralien in einem Felsvorsprung auf dem Roten Planeten gebildet haben.

Für den Spirit Rover der NASA liegen die Tage des Streifens auf dem Roten Planeten vielleicht in der Vergangenheit, aber die Beobachtungen, die der Radbot auf seinen Reisen gemacht hat, zahlen sich immer noch aus. Eine neue Analyse der geologischen Daten, die der Rover vor fast fünf Jahren gesammelt hat, zeigt, dass ein Felsvorsprung auf dem Mars reich an Karbonaten ist, Mineralien, die sich in wässrigen, kohlenstoffreichen Umgebungen leicht bilden. Laut der Studie bestätigt der Befund die Hypothese, dass der Mars dank einer dichten Kohlendioxidatmosphäre einst ein feuchteres, wärmeres Klima hatte. Darüber hinaus deuten die an der Karbonatbildung beteiligten wässrigen Prozesse auf eine neutrale Umgebung hin, die für das Leben gastfreundlicher ist als das saure Wasser, von dem angenommen wird, dass es anderswo auf dem Mars existiert.

Mehrere Beweislinien weisen auf vergangene Wasserströme über die Marsoberfläche hin, aber die Bedingungen auf dem Planeten schließen jetzt die Existenz von flüssigem Wasser aus. In der Vergangenheit hätte die Marsoberfläche viel wärmer sein können, insbesondere wenn eine robuste Atmosphäre einen signifikanten Treibhauseffekt auf dem Planeten verursacht hätte. Die dichte Kohlendioxidatmosphäre, die oft zur Erklärung der warmen Ära herangezogen wird, hätte ihre Spuren in der Geologie des Planeten hinterlassen müssen, da Kohlenstoff und Sauerstoff in Karbonatmineralien gebunden sind. Vor der neuen Studie wurden Carbonate auf dem Mars jedoch nur in geringen Mengen gefunden, was ein offensichtliches Problem für die Kohlendioxidhypothese darstellt.

Im Januar erklärte die NASA Spirit zu einer stationären Wissenschaftsplattform, nachdem monatelange Bemühungen, den Rover von einem Stück weichen Bodens zu befreien, zu kurz gekommen waren. Ende 2005, als der Rover noch mobil war, hatte er eine Gruppe von Felsvorsprüngen in einer Region des Gusev-Kraters untersucht, die als Columbia Hills bekannt ist. Ausgestattet mit einem Gesteinsabriebwerkzeug und einer Reihe von Spektrometern stöberte der Robotergeologe in der Formation herum, die als Comanche-Aufschlüsse bekannt ist, aber die Ergebnisse waren zu diesem Zeitpunkt nicht schlüssig. Die drei Spektrometer von Spirit deuten jedoch auf eine große Carbonatkomponente in Comanche hin, wie die am 3. Juni von Science online veröffentlichte Studie zeigt.

Ein Teil der Verzögerung zwischen Datenerfassung und -analyse, sagt Steven Ruff, Mitautor der Arizona State University in Tempe, ist, dass das Instrument, an dem er arbeitet, das Miniatur-Thermoemissionsspektrometer (Mini-TES), von a abgestaubt wurde Sturm vor der Ankunft in den Comanche-Aufschlüssen. Dieser Sturm reinigte die Sonnenkollektoren des Rovers und steigerte seine Energie, warf jedoch eine verwirrende Verunreinigung in den Strahlengang des Spektrometers. "Etwas, das gut für den Rover war, war schlecht für unser Instrument", sagt Ruff.

Im Laufe der Jahre lernte das Mini-TES-Team, wie die Staubverunreinigung korrigiert werden kann. Auf Drängen des Planetenwissenschaftlers Richard Morris vom NASA Johnson Space Center in Houston, der am Mössbauer-Gammastrahlenspektrometer von Spirit arbeitet, ging Ruffs Gruppe zurück, um die Daten der Comanche-Aufschlüsse zu überprüfen. "Es war sehr klar, dass diese spektrale Signatur Carbonat enthielt", sagt Ruff. Die Daten des Gammastrahlenspektrometers und eines dritten Spektrometers stimmten mit den Mini-TES-Spektren überein.

Morris, der Hauptautor der neuen Studie, sagt, dass Daten von mehreren Instrumenten zu Spirit einen viel vollständigeren Fall für Carbonate bei Comanche darstellen. "Sie greifen wirklich sehr gut ineinander, um uns nicht nur zu sagen, was Karbonat ist, sondern auch, wie viel es gibt", sagt Morris. Die Mineralien scheinen Eisen-Magnesium-Carbonate zu sein, die bis zu einem Drittel der Aufschlussgesteine ​​ausmachen.

Das in Comanche vorhandene Karbonatvolumen ist einzigartig, sagt Ruff. "Das ist eine riesige Zahl", sagt er. "Was vorher identifiziert wurde, ist immer ein oder zwei Prozent - es ist ein bisschen … Hier sind wir mit Aufschlüssen, die nicht nur Karbonat haben, sondern viel davon."

Die Frage ist, ob die Comanche-Aufschlüsse eine Anomalie darstellen oder für die riesigen Kohlenstoff- und Sauerstoffvorräte repräsentativ sind, die durch warme, feuchte Gewächshausbedingungen auf dem Mars vorhergesagt würden. "Wenn wir dies nur als ein Beispiel von vielen auf dem Mars betrachten, dass es Aufschlüsse auf dem Mars gibt, die so viel Karbonat enthalten, unterstützt dies tendenziell die Vorstellung, dass der Mars in der Vergangenheit möglicherweise eine dichtere Kohlendioxidatmosphäre hatte", sagt Ruff. Er räumt jedoch ein, dass es andere Erklärungen für die Karbonatfindung gibt - die vulkanische Aktivität in der Region könnte beispielsweise lokalisiertes Kohlendioxid zur Bildung der Comanche-Mineralien beigetragen haben. "Es ist kein Slam Dunk, dass wir Beweise für eine dichtere Kohlendioxidatmosphäre gefunden haben, aber es stimmt zumindest mit dieser Idee überein."

Der Planetenforscher David Catling von der University of Washington in Seattle sagt, dass die Spirit-Daten in Verbindung mit anderen Entdeckungen, wie denen des Mars Reconnaissance Orbiter, der in der Marsregion Nili Fossae beobachtet wurde, ein starkes Argument für Karbonate auf dem Mars darstellen. "Die alte Geschichte, dass Karbonate auf dem Mars fehlen, ist nicht ganz richtig", sagt Catling.

Die Menge an Carbonat, die in der neuen Analyse gefunden wurde, ist signifikant, sagt Catling, aber seine Herkunft bleibt unklar. "Das ist ziemlich viel Karbonat", bemerkt er, "aber es wird in Verbindung mit Gesteinen gefunden, die hauptsächlich vulkanisch sind." Wenn das Kohlendioxid aus einer geothermischen Quelle stammen würde, würde es nicht viele Informationen über die frühe Marsatmosphäre liefern, wie in der neuen Studie behauptet, sagt Catling. "Ich würde mich von den Schlussfolgerungen des Papiers zu diesem Punkt trennen", fügt er hinzu.

"Ich denke, es zeigt, dass es mehr Beweise dafür liefert, dass es auf dem frühen Mars Bereiche mit flüssigem Wasser gab", sagt Catling. "Ob diese global umfangreich oder in diesen hydrothermalen Systemen lokalisierter waren, ist in den uns vorliegenden Daten nicht klar."

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