Perseverance scanner 35 meter ned i Marsjorden
Nye radarmålinger fra NASAs rover Perseverance afslører, at Jezero-krateret engang var en del af et komplekst system af floder og deltaer. Resultaterne peger på, at Mars forblev vådt langt længere end hidtil antaget – og muligvis var gunstigt for mikrobielt liv.
Perseverance har kørt rundt i Jezero-krateret siden 2021. Det er et enormt nedslagskrater, som forskere i årevis har mistænkt for at have huset en sø. Med et specialiseret jordraderinstrument – Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX) – kiggede roveren nu helt ned til 35 meters dybde under overfladen. Det er næsten dobbelt så dybt som tidligere målinger i området.
Radaren sender radiobølger ned i jorden og måler, hvordan de reflekteres tilbage. På den måde opstår et slags tværsnit af undergrunden, lag for lag. Forskelle i hårdhed og tæthed viser sig som lyse og mørke mønstre. Ved at lægge disse mønstre over et tredimensionalt kort over terrænet kunne forskerne forbinde undergrunden med det nuværende overfladelandskab.
De nye data afslører et skjult flodlandskab med snoede strømrender og gamle deltaer – frosset i sten på adskillige meters dybde.
Et kig tilbage til for 4,2 milliarder år siden
De strukturer, Perseverance har kortlagt, kædes af videnskabsfolk sammen med det såkaldte noachiske tidsrum – en ældgammel periode i Mars' historie for cirka 4,1 til 3,7 milliarder år siden. I den periode havde planeten formentlig en tykkere atmosfære, højere lufttryk og langt mere flydende vand på overfladen.
Hidtil har beviser for denne våde fortid primært været synlige i relieffet: udtørrede flodsenge, vifteformede deltaer og lagdelte aflejringer langs kraterets kant. De nye målinger viser, at denne historie rækker dybere end blot den synlige overflade.
I radardataene kan forskerne blandt andet se:
- lagdelte sedimenter, der passer til langsom aflejring i en sø;
- skrånende pakker, der peger på gamle floddeltaer;
- strukturer, der glider hen over hinanden, som om flodsystemet adskillige gange skiftede retning.
Dette mønster stemmer overens med et dynamisk vandsystem, der har eksisteret i lang tid – ikke en kortvarig oversvømmelse eller isolerede regnskyl.
Mars muligvis "beboelig" i langt længere tid end antaget
Timingen af disse processer er afgørende for planetforskere. De nye resultater antyder, at der allerede tidligt i Mars' historie var stabile floder og søer til stede. Det betyder, at de betingelser, hvor mikroorganismer kunne have opstået eller overlevet, varede langt længere end mange modeller hidtil har angivet.
Videnskabsfolk bruger her begrebet "beboelig" – ikke i den forstand, at mennesker kunne gå rundt uden rumdragt, men at vand, mineraler og energikilder i teorien kunne have understøttet et økosystem af mikrober.
Hvis lagene fra det noachiske tidsrum allerede viser et udbredt flodsystem, kan Mars have haft et relativt stabilt, vådt klima i hundredvis af millioner år.
Det gør Jezero-krateret og dens undergrund til et slags geologisk arkiv over det tidlige marsklimaet. Hvert sedimentlag fortæller noget om strømning, temperatur, kemisk sammensætning og tilgængelighed af mineraler.
Hvorfor gamle flodaflejringer er ideelle til at finde spor af liv
Hvis der nogensinde levede mikrober på Mars, er det sandsynligt, at deres spor befinder sig i gamle mudder- og flodsedimenter. Sådanne aflejringer fungerer som et arkiv: lag for lag bevarer de organiske molekyler, mineraler og teksturer, der kan pege på biologisk aktivitet.
Forskerne leder især efter såkaldte biosignaturer – kemiske eller strukturelle træk, der ikke let kan forklares uden levende processer. Det kan for eksempel være specifikke forhold mellem kulstofisotoper, mikroskopisk tynde lag i bjergart eller mineraler, der vokser på en bestemt måde takket være bakterier.
I Jezero-krateret jager videnskabsfolk blandt andet på:
- magnesiumkarbonater – mineraler, der kan indkapsle organiske rester;
- lermineraler, som typisk dannes i langsomt strømmende, neutralt vand;
- fint lagdelte sedimenter, svarende til søbunde på Jorden.
Magnesiumkarbonater fungerer lidt som en konservesdåse: de kan beskytte sårbare organiske forbindelser mod stråling og oxidation – selv over milliarder af år.
Sådan "røntgener" NASA undergrunden
Teknikken bag målingerne minder om den georadar, der bruges på Jorden inden for arkæologi, dæmningsinspektioner og søgninger efter underjordisk infrastruktur. Marsinstrumentet udsender korte pulser, som reflekteres tilbage fra lag med forskellig sammensætning i varierende dybder.
Ved at måle signalernes løbetid beregner forskerne, hvor dybt et lag befinder sig. Reflektionens styrke fortæller noget om materialet – kompakt bjergart, løse sedimenter, is eller hulrum giver hvert sit karakteristiske signal.
| Dybde (vejledende) | Fortolket lag | Sandsynlig oprindelse |
|---|---|---|
| 0–10 meter | Løse grus- og sandlag | Forvitring, nedslagskratre, vindtransport |
| 10–25 meter | Lagdelte sedimentpakker | Aflejringer i en sø eller rolig flod |
| 25–35 meter | Skrånende, krydsende strukturer | Gamle floddeltaer og skiftende strømrender |
Ved at kombinere disse radardata med roverens fotos og satellitkort opstår et tredimensionalt billede af kraterets geologiske historie.
Fra radarmåling til fremtidig prøvereturn
Perseverance gør mere end blot at observere. Roveren borer også cylindriske prøver ud af udvalgte bjergarter og opbevarer dem i små rør. Planen er at hente disse prøver tilbage til Jorden i et senere internationalt projekt, så laboratorier kan analysere dem med langt mere avancerede teknikker end dem, der er mulige på Mars.
Den nye viden om undergrunden hjælper med at udvælge de mest lovende steder for disse borekerner. Lag, der er direkte forbundet med det gamle flodsystem, får nu højest prioritet. Her er chancen størst for, at spor af tidligt liv – hvis de overhovedet eksisterer – er koncentreret til stede.
Kombinationen af dybe radarmålinger og målrettede boreprøver forvandler Jezero-krateret til et slags "kapitel 1" i Mars' livshistorie.
Hvad betyder dette for fremtidens Marsforskning?
Resultaterne fra Jezero påvirker valget af fremtidige landingssteder. Hvis et relativt lille krater allerede skjuler et så omfattende underjordisk flodsystem, kan andre regioner på Mars rumme en endnu rigere vandhistorie. Det gør underjordisk forskning til en topprioritet for kommende missioner.
Rumorganisationer overvejer blandt andet landere eller rovere med dybdeboringskapacitet, eller orbitere med endnu kraftigere radar til at kortlægge is og sedimentstrukturer i større skala. Særligt overgangszoner mellem gamle højlande og yngre lavlande betragtes som lovende mål, fordi vand historisk set ofte samledes der.
Hvad betyder termer som noachisk og biosignaturer?
Det noachiske tidsrum er groft sagt Mars' "barndom": planeten var ung, store meteoritter slog hyppigt ned, og der strømmede meget vand. Derefter fulgte tørrere og koldere perioder, hvor overfladen gradvist forandrede sig til den golde verden, teleskoper viser os i dag.
Biosignaturer er ikke fotografier af fossiler, men mere subtile spor. Et eksempel fra jordens geologi: i visse gamle bjergarter forekommer et påfaldende forhold mellem kulstofisotoper, som næsten udelukkende opstår ved biologiske processer. På Mars søger forskerne efter tilsvarende afvigelser – kombineret med mineraler og strukturer, der passer til rolige, våde miljøer.
Denne søgning skrider frem trin for trin. Først bruges radar og kameraer til at fastslå, hvor de mest interessante lag befinder sig. Derefter følger boring og prøvetagning – og på længere sigt transport til jordiske laboratorier. Den seneste måling til 35 meters dybde viser, at der under Mars' røde støv gemmer sig en langt mere kompleks historie, end det tilsyneladende nøgne landskab lader formode.
