ESA’nın Mars Express’inden ve NASA’nın Mars Reconnaissance Orbiter’ından elde edilen veriler, Mars’taki hidratlı maden yataklarının ilk ayrıntılı küresel haritasını oluşturmak için kullanıldı. Mineral türleri ve bollukları ile açıklamalı bir versiyon için aşağıya bakın. Kredi: ESA/Mars Express (OMEGA) ve NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)
Yeni bir harita[{” attribute=””>Mars is altering our perception of the planet’s watery past, and indicating potential landing sites for future missions.
The map shows mineral deposits across the red planet. It has been painstakingly created over the last decade using data from ESA’s Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) instrument and NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) instrument.
Specifically, the map displays the locations and abundances of aqueous minerals. These come from rocks that have been chemically transformed by the action of water in the past, and have typically been converted into clays and salts.
Data from two Mars missions have been used to create the first detailed global map of hydrated mineral deposits on Mars. These minerals are predominately clays and salts, and can be used to tell the history of water in the planet’s various regions. For the most part, the clays were created on Mars during its early wet period, whereas many of the salts that are still visible today were produced as the water gradually dried up.
Various landing sites and areas of interest are shown on the map. Mawrth Vallis is an ancient water outflow channel that is rich in clays. Oxia Planum is another clay-rich region and has been selected as the landing site for ESA’s Rosalind Franklin rover. Meridiani Planum straddles the martian equator and was the landing spot for NASA’s Mars Exploration Rover Opportunity in 2004. Valles Marineris is one of the largest canyons in the Solar System. Gale crater and Jezero crater were the landing sites of NASA’s Curiosity and Perseverance rovers in 2012 and 2020 respectively.
The clays shown on the map include iron and magnesium phyllosilicates, zeolites, and aluminosilicate clays. The salts shown are carbonates made of carbon and oxygen. Credit: ESA/Mars Express (OMEGA) and NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)
On Earth, clays are created when water interacts with rocks, with different conditions giving rise to different types of clays. For instance, clay minerals such as smectite and vermiculite form when relatively small amounts of water interact with the rock. Therefore, they retain mostly the same chemical elements as the original volcanic rocks. In the case of smectite and vermiculite, those elements are iron and magnesium. The rocks can be altered more when the amount of water is relatively high. Soluble elements tend to be carried away leaving behind aluminum-rich clays such as kaolin.
The big surprise for researchers is the prevalence of these minerals. Ten years ago, planetary scientists only knew of around 1000 outcrops on Mars. This made them interesting as geological oddities. However, the new map has reversed the situation, revealing hundreds of thousands of such areas in the oldest parts of the planet.
“This work has now established that when you are studying the ancient terrains in detail, not seeing these minerals is actually the oddity,” says John Carter, Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) and Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay and Aix Marseille Université, France.
ESA’nın Mars Express’i ve NASA’nın Mars Reconnaissance Orbiter’ı, Mars’ta su bakımından zengin kayaların haritasını çıkardı. Yeni küresel harita, gezegenin sulu geçmişi hakkında düşünme biçimimizi değiştiriyor ve daha fazla keşif için gelecekteki görevleri nereye indirebileceğimizi gösteriyor. Büyük bir sürpriz, bu minerallerin yaygınlığı, haritanın gezegenin en eski bölgelerinde sudan etkilenen yüz binlerce yeri ortaya çıkarması. Yeni veriler, Mars’ın iklim tarihi, suyun küresel olarak kalıcı mı yoksa kısa, yoğun dönemlerle sınırlı mı olduğu ve koşulların yaşam için uygun olup olmadığı hakkında heyecan verici soruları yanıtlamaya yardımcı olacak. Kredi: ESA – Avrupa Uzay Ajansı
Bu, kızıl gezegenin tarihini anlamamızda bir paradigma kaymasıdır. Daha önce mevcut olduğunu bildiğimiz daha az sayıda sulu minerale bağlı olarak, suyun kapsamı ve süresi bakımından sınırlı olması makul görünüyordu. Bununla birlikte, suyun gezegenin her yerindeki jeolojiyi şekillendirmede büyük bir rol oynadığına şüphe yoktur.
Şimdi, buradaki kilit mesele, suyun kalıcı mı yoksa daha kısa, daha yoğun bölümlerle mi sınırlı olduğudur. Henüz kesin bir cevap vermemekle birlikte, yeni sonuçlar kesinlikle bilim adamlarına cevabı takip etmek için daha güçlü bir araç sağlıyor.
Carter, “Mars’ı toplu olarak basitleştirdiğimizi düşünüyorum” diyor. Gezegen bilim adamlarının, Mars’ın ıslak döneminde yalnızca birkaç tür kil mineralinin oluştuğunu, daha sonra su yavaş yavaş kurudukça, gezegen genelinde tuzların üretildiğini düşünme eğiliminde olduğunu açıklıyor.
Bu yeni harita, önceden düşünülenden daha karmaşık olduğunu gösteriyor. Mars tuzlarının çoğu muhtemelen killerden daha sonra oluşmuş olsa da, harita, tuzların ve killerin yakın bir şekilde karıştırıldığı birçok istisnayı göstermektedir. Hatta bazı killerden daha yaşlı olduğu tahmin edilen tuzlar bile vardır.
Mars’taki Jezero krateri ve çevresi, gezegenin geçmişinde su tarafından değiştirilen zengin bir mineral dizisi sergiliyor. Bu mineraller ağırlıklı olarak kil ve karbonat tuzlarıdır. Bu belirli bölgede tanımlanan minerallerden karbonat bir tuzdur, Fe/Mg fillosilikatlar demir ve magnezyum açısından zengin killerdir ve hidratlı silika Dünya’daki değerli taş opalini oluşturan bir silikon dioksit şeklidir. Yakın çekim veriler, ESA’nın Mars Express’i ve NASA’nın Mars Keşif Orbiter’i tarafından üretilen küresel bir mineral haritasından elde edildi. 2020’de Mars’a inen NASA’nın Perseverance gezgini şu anda Jezero kraterini ve çevresini araştırıyor. Kredi: ESA/Mars Express (OMEGA ve HRSC) ve NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM ve HiRISE)
“Bol sudan suya geçiş, düşündüğümüz kadar net değil, su bir gecede durmadı. Mars’ın mineralojisinin evrimini hiçbir süreç veya basit zaman çizelgesi açıklayamayacak şekilde çok çeşitli jeolojik bağlamlar görüyoruz. Çalışmamızın ilk sonucu bu. İkincisi, Dünya’daki yaşam süreçlerini hariç tutarsanız, Mars, tıpkı Dünya’nın yaptığı gibi jeolojik ortamlarda çeşitli mineraloji sergiliyor ”diyor.
Başka bir deyişle, ne kadar yakından bakarsak, Mars’ın geçmişi o kadar karmaşık hale geliyor.
OMEGA ve CRISM enstrümanları bu anket için idealdir. Veri kümeleri oldukça tamamlayıcıdır, aynı dalga boyu aralığında çalışır ve aynı minerallere duyarlıdır. CRISM, Mars’ın oldukça lokalize bölgeleri için yüzeyin yüksek çözünürlüklü spektral görüntülemesini (15m/piksele kadar) benzersiz bir şekilde sağlar ve onu gezici iniş alanları gibi küçük ilgi alanlarının haritalanması için en uygun hale getirir. Örneğin, haritalama, NASA’nın 2020 Azim gezicisinin şu anda araştırdığı Jezero kraterinin zengin çeşitli hidratlı mineraller gösterdiğini gösteriyor.
Öte yandan, OMEGA, daha yüksek spektral çözünürlükte ve daha iyi bir sinyal-gürültü oranıyla Mars’ın küresel kapsamını sağlar. Bu, onu küresel ve bölgesel haritalamaya ve farklı alterasyon mineralleri arasında ayrım yapmaya daha uygun hale getirir.
Mars minerallerinin yeni bir küresel haritasının oluşturulmasının bir parçası olarak, Oxia Planum bölgesinin killer açısından zengin olduğu keşfedildi. Bu killer, demir ve magnezyum açısından zengin smektit ve vermikülit minerallerini ve yerel olarak Dünya’da çin kili olarak bilinen kaolini içeriyordu. Hidratlı silika, Oxia’daki eski bir delta üzerinde de haritalanmıştır. Yakın çekim veriler, ESA’nın Mars Express’i ve NASA’nın Mars Keşif Orbiter’i tarafından üretilen küresel bir mineral haritasından elde edildi. Killer su bakımından zengin ortamlarda oluştuğundan, bu siteleri Mars’ta yaşamın bir zamanlar başlayıp başlamadığına dair ipuçlarını araştırmak için mükemmel yerler yapar. Oxia Planum, ESA’nın Rosalind Franklin gezgini için iniş alanı olarak seçildi. Kredi: ESA/Mars Express (OMEGA ve HRSC) ve NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)
Sonuçlar, Carter, Lucie Riu ve meslektaşları tarafından yazılan bir çift bilimsel makalede sunulmaktadır. Lucie, Japon Havacılık ve Uzay Keşif Ajansı olan Uzay ve Uzay Bilimleri Enstitüsü’nde (ISAS) idi (JAXA), Sagamihara, Japonya.
Lucie, elindeki temel tespitlerle bir sonraki adımı atmaya ve mevcut minerallerin miktarlarını ölçmeye karar verdi. “Her bir mineralin nerede ve yüzde kaç oranında bulunduğunu bilirsek, bu minerallerin nasıl oluşmuş olabileceği konusunda bize daha iyi bir fikir verir” diyor.
İki faktörden dolayı, bu çalışma aynı zamanda görev planlayıcılara gelecekteki olası iniş yerleri için birkaç mükemmel aday sunuyor. Öncelikle, sulu minerallerde su molekülleri hala mevcuttur. Gömülü su buzunun bilinen konumları ile birlikte, bu, Mars’ta insan üslerinin inşası için gerekli olan Yerinde Kaynak Kullanımı için su çıkarma için potansiyel alanlar sunar. Tuzlar ve killer, Dünya’da sıklıkla kullanılan inşaat malzemeleridir.
İkincisi, insanlar Mars’a gitmeden önce bile, sulu mineraller bilim yapmak için harika yerler sağlar. Bu mineral haritalama kampanyasının bir parçası olarak, kil açısından zengin Oxia Planum bölgesi keşfedildi. Bu antik killer, smektit ve vermikülitin demir ve magnezyum açısından zengin minerallerini içerir. Sadece gezegenin geçmiş ikliminin kilidini açmaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda Mars’ta bir zamanlar yaşam olup olmadığını araştırmak için mükemmel yerlerdir. Bu nedenle, Oxia Planum önerildi ve sonunda ESA’nın Rosalind Franklin gezgini için iniş alanı olarak seçildi.
Lucie, “İlgilendiğim şey bu ve bu tür bir haritalama çalışmasının ileriye dönük bu çalışmaları açmaya yardımcı olacağını düşünüyorum” diyor.
Mars’la uğraşırken her zaman olduğu gibi, gezegen hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek, o kadar büyüleyici hale geliyor.
Referanslar:
John Carter, Lucie Riu, François Poulet, Jean-Pierre Bibring, Yves Langevin ve Brigitte Gondet, 20 Ağustos 2022, İkarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115164
Lucie Riu, John Carter ve François Poulet tarafından “M3 projesi: 3 – Mars’ta hidratlı silikatların küresel bolluk dağılımı”, 25 Kasım 2021, İkarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114809