Od roku 2016 se Mars stal trvalým sídlem nejméně osmi robotických misí, kombinace orbiterů, roverů a landerů. Mezi rozsáhlými studiemi atmosféry a povrchu Marsu se vědci naučili hodně o historii a vývoji planety. Zejména odhalili obrovské množství důkazů o tom, že Mars měl kdysi na povrchu tekoucí vodu.
Nejnovější důkazy o tomto účinku z University of Texas v Austinu, kde výzkumníci vytvořili studie podrobně popisuje, jak voda ukládala sediment v oblasti Marsu Aeolis Dorsa. Podle jejich výzkumu tato oblast obsahuje rozsáhlé sedimentární usazeniny, které fungují jako historický záznam Marsu, katalogizující vliv vodní eroze v průběhu času.
Studie s názvem „ Fluviální stratigrafie výplní údolí v Aeolis Dorsa, Mars: Důkaz pro fluktuace základní úrovně řízené vodním útvarem po proudu “, nedávno vyšel ve vědeckém časopiseGeoScienceWorld. Tým vedený Benjaminem D. Cardenasem – geologem z Jackson School of Geosciences na Texaské univerzitě v Austinu – zkoumal satelitní data regionu Aeolis Dorsa, aby studoval strukturu sedimentárních ložisek.
Topografická mapa MOLA Aeolis Quadrangle (MC-23) na planetě Mars. Kredit: USGS
Po léta byla Aeolis Dorsa předmětem zájmu vědců, protože obsahuje některé z nejhustěji zaplněných sedimentárních vrstev na Marsu, které byly uloženy tekoucí vodou (aka. fluviální usazeniny). Tyto usazeniny jsou viditelné z oběžné dráhy kvůli způsobu, jakým prošly procesem známým jako „topografická inverze“ – který sestává z usazenin, které vyplňují nízké říční kanály, a poté jsou exhumovány, aby se vytvořila zaříznutá údolí.
Podle definice jsou zaříznutá údolí topografická prohlubeň způsobená „říční“ erozí – tedy vztahující se k řece nebo břehu řeky. Na Zemi jsou tato údolí běžně vytvářena stoupající hladinou moří a poté vyplněna sedimentem v důsledku klesající hladiny moří. Jak hladiny moří stoupají, údolí jsou odříznuta od krajiny, protože se vody pohybují do vnitrozemí; a jak hladiny moří klesají, ustupující vody v nich ukládají sediment.
Podle studie tento proces vytvořil příležitost pro geofyziky a planetární vědce pozorovat geologický záznam Marsu ve třech rozměrech a na značné vzdálenosti. Jak Cardenas řekl Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„Sedimentární horniny obecně zaznamenávají informace o prostředí, ve kterém byly uloženy. Fluviální (říční) ložiska konkrétně zaznamenávají informace o tom, jak řeky laterálně migrovaly, jak vertikálně agradovaly a jak se tyto věci měnily v průběhu času.
Tečkovaná bílá šipka ukazuje na zakřivené vrstvy zaznamenávající růst bodového pruhu a migraci řeky, zatímco černá šipka ukazuje topograficky převrácené říční usazeniny vystupující jako hřebeny (např. černá šipka). Kredit: hou.usra.edu
Zde na Zemi je statigrafie (tj. pořadí a poloha sedimentárních vrstev) sedimentárních hornin používána geology po generace, aby omezili, jaké byly podmínky na naší planetě před miliardami let. Teprve v nedávné historii bylo studium sedimentárních vrstev použito k omezení toho, jaké byly podmínky prostředí na jiných planetárních tělesech (jako je Mars) před miliardami let.
Většina těchto studií však poskytla data, která nebyla schopna vyřešit sedimentární balení v submetrovém měřítku. Místo toho byly k definování stratigrafických vztahů ve velkém měřítku použity satelitní snímky, jako jsou vzory ukládání podél minulých vodních kanálů. Jinými slovy, studie se zaměřily na katalogizaci existence minulých vodních toků na Marsu více než na to, co se stalo od té doby.
Jak naznačil Cardenas, on a jeho tým zvolili jiný přístup, který se domníval, že Mars za posledních 3,5 miliardy let prodělal změny. Jak vysvětlil:
„Obecně se předpokládá, že velká část povrchu Marsu se nijak zvlášť neliší od toho, jak tomu bylo před 3,5 miliardami let. Snažíme se demonstrovat, že moderní povrch na naší studijní oblasti, Aeolis Dorsa, je výsledkem pohřbívání, exhumace a nestejné eroze a nelze předpokládat, že moderní povrch vůbec představuje starověký povrch. Opravdu se snažíme ukázat, že to, co dnes vidíme, rysy, které dnes můžeme měřit, jsou sedimentární nánosy řek, a nikoli skutečné řeky. To je nesmírně důležité si uvědomit, když začnete interpretovat svá pozorování, a často to bývá opomenutý bod.“
Perspektivní pohled na Reull Vallis založený na snímcích pořízených sondou ESA Mars Express. Předpokládá se, že Reull Vallis, stavba podobná řece, vznikla, když v dávné marťanské minulosti tekla tekoucí voda. Kredit a autorská práva: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
V zájmu svého výzkumu Cardenas a jeho tým použili stereo páry snímků s vysokým rozlišením a topografická data pořízená Kontextová kamera (CTX) a Vědecký experiment se zobrazováním ve vysokém rozlišení (HiRISE) na palubě Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Tato data byla poté kombinována s Integrovaný software pro zobrazovače a spektrometry (ISIS) – balíček pro digitální zpracování obrazu používaný organizací U.S. Geological Survey (USGS) – a Ames Stereo Pipeline společnosti NASA.
Ty zpracovaly spárované snímky do topografických dat s vysokým rozlišením a digitálních výškových modelů (DEM), které pak byly porovnány s daty z Laserový výškoměr na oběžné dráze Marsu (MOLA) přístroj na palubě Mars Global Surveyor (MSG). Konečným výsledkem byla řada DEM, které byly z hlediska rozlišení řádově vyšší než cokoliv dříve vyrobeného.
Kvůli tomu všemu byli Cardenas a jeho kolegové schopni identifikovat vzory vrstvení ve fluviálních usazeninách, zaznamenali změny ve stylu sedimentace a navrhli mechanismy pro jejich vytvoření. Kromě toho tým představil zcela novou metodu měření směru toku řek, které opustily tato ložiska, což jim umožnilo vidět, jak se krajina za posledních několik miliard let změnila.
'Studie ukazuje, že na Marsu před ~ 3,5 miliardami let byla velká vodní plocha a že objem této vodní plochy se zvětšoval a zmenšoval dostatečně pomalu, aby sedimentace v řece měla čas upravit svůj styl,' řekl Cardenas. „To je více v souladu s pomalejšími klimatickými změnami a méně v souladu s katastrofickými hydrologickými událostmi. Aeolis Dorsa se nachází podél předpokládaného pobřeží starověkého severního oceánu na Marsu. Je zajímavé najít ložiska pobřežních řek v Aeolis Dorsa, ale nepomáhá nám to omezit velikost vodního útvaru (jezero, oceán atd.)“
Nanedi Valles, zhruba 800 kilometrů dlouhé údolí, o kterém se předpokládá, že je způsobeno odtokem podzemní vody. Copyright ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Cardenas a jeho kolegové v podstatě dospěli k závěru, že – podobně jako na Zemi – klesající a stoupající hladiny vody ve velkém vodním útvaru si vynutily vytvoření paleo-údolí v jejich studijní oblasti. A způsobem, který je podobný tomu, co se dnes děje na Zemi, byly řeky, které se vytvořily v pobřežních oblastech, silně ovlivněny změnami vodních hladin velkého vodního útvaru po proudu.
Již nějakou dobu bylo předem rozhodnuto, že povrch Marsu je mrtvý a jeho rysy zamrzlé v čase. Ale jak tato studie ukázala, krajina prošla významnými změnami, protože ztratila atmosféru a povrchovou vodu. Tato zjištění budou bezpochyby předmětem zájmu, až se přiblížíme k zahájení mise s posádkou na povrch Marsu.
Další čtení: GSA , GeoScienceWorld