Nya mätningar visar: Vattnet kom tillbaka till Mars

Mineraler visar vägen till vattnet

De nya resultaten har man fått fram efter år av observationer av två åldrande satelliter, ESA:s Mars Express, som har legat i omloppsbana sedan år 2003, och Nasas Mars Reconnaissance Orbiter, som inledde sina observationer år 2005. Först nu har forskarna en fullständig överblick över mätningarna och vad de visar.

Satelliterna har kartlagt ytans förekomster av en rad olika mineraler och mätningarna har påvisat uppemot hundratusen områden som under långa perioder legat under vatten.

Flytande vatten lämnar efter sig avlagringar av lera, små partiklar som sjunker och lägger sig i lager på bottnen. När vattnet sedan förångas från ytan blir stora mängder salt kvar.

Till forskarnas förvåning har det visat sig att saltlagren i vissa områden ligger djupare än lerlagren. Det kan inte betyda något annat än att vattnet i flera omgångar har kommit tillbaka efter miljoner – eller i vissa fall miljarder – års uttorkning.

”Vi har överförenklat Mars. Vattnet försvann inte bara från den ena dagen till den andra, utan kom vid flera tillfällen tillbaka under kortare eller längre perioder”, säger John Carter vid Aix-Marseille Université i Frankrike, en av de främsta bidragsgivarna till den omfattande kartläggningen.

Närbilder gjorde Mars till en blöt planet

Våra kunskaper om Mars blöta historia är bara omkring 50 år gamla. Dessförinnan trodde planetforskarna att Mars alltid hade varit en torr öken, precis som månen.

Det förändrades år 1971, då satelliten Mariner 9:s första närbilder visade nätverk av floddalar på ytan. Fyndet tydde på en blöt historia, under vilken regn fallit på den röda planeten.

Den framväxande insikten underbyggdes av de två Vikingsonderna, som år 1976 placerades i omloppsbana runt Mars och sände ner landningsmoduler till ytan. Sonderna hittade flera spår efter forsande floder som skurit djupa raviner i landskapet.

Observationerna visade även att det i planetens barndom fanns sjöar i många meteorkratrar. Sonderna hittade till och med tecken på att det enorma låglandet Vastitas Borealis kring nordpolen en gång täcktes av ett grunt hav.

Slutligen visade Vikingsondernas mätningar att det norra istäcket innehåller vatten i form av is. Senare mätningar har visat att samma sak gäller sydpolens istäcke.

Teorin om ett varmt och fuktigt klimat på Mars under den första årmiljarden efter planetens bildande bevisades definitivt år 2004, då strövarna Opportunity och Spirit landade i gamla kratrar och upptäckte avlagringar som bara kan ha skapats i vatten.

Fyra år senare sände Nasa den lilla grävmaskinen Phoenix till Vastitas Borealis. Med sin skopa skrapade den bort de översta centimeterna på ytan och hittade is, som blivit kvar efter att havet försvann.

Vid det laget hade satelliterna Mars Express och Mars Reconnaissance Orbiter redan inlett den globala kartläggningen av ytan, som nu har gjort vattnets historia betydligt längre.

Satelliter mäter värmestrålning

Båda satelliterna är utrustade med så kallade spektrometrar, instrument som mäter värmestrålning som reflekteras från ytan när den träffas av solens ljus. Strålningens våglängder gör det möjligt för forskarna att avgöra vilka mineraler som finns där.

Mars Express har gjort en övergripande kartläggning av hela planeten med en upplösning av 200 meter per pixel, medan Mars Reconnaissance Orbiter har skapat detaljerade kartor över särskilt intressanta områden med en pixelstorlek av endast tio meter.

Före den nya kartläggningen kände vi bara till tusen områden där mineralerna vid ytan har bildats i flytande vatten. Nu har den siffran ökat till 94 083.

De vattenbildade mineralerna har daterats genom att man räknat antalet nedslagskratrar i ett visst område – ju färre kratrar, desto yngre yta. Dateringen visar att vattnet flödade på den röda planeten så sent som för två miljarder år sedan.

Det faktum att vattnet vid flera tillfällen under Mars historia har kommit tillbaka till planetens yta visar att klimatet i perioder har varit betydligt varmare än i dag, då planetens genomsnittstemperatur är minus 60 grader Celsius.

Den slutsatsen underbyggdes nyligen på ett spektakulärt vis av den kinesiska strövaren Zhurong, som arbetar i solsystemets största krater Utopia Planitia.

Strövaren är utrustad med en radar som kan se hela 100 meter ner i marken, och mätningarna har påvisat två lager, som båda består av små granitstenar nederst och finare grus överst.

De två lagren vittnar om att kratern har varit översvämmad för tre respektive 1,6 miljarder år sedan.

De kinesiska planetforskarna bedömer att översvämningarna kom från salthaltigt grundvatten i form av is som smälte och strömmade upp på ytan. Det skedde troligen till följd av en plötslig uppvärmning, som utlöstes av antingen ett asteroidnedslag eller ett vulkanutbrott.

Radarmätningarna lägger ytterligare 400 000 år till vattnets historia på Mars. Förutsättningar för liv fanns därmed inte bara i planetens barndom, utan även under varma perioder miljardtals år senare.

Tunn atmosfär tömde Mars på vatten

Trots de nyupptäckta blöta perioderna sent i Mars historia tvingades planeten slutligen släppa taget om vattnet efter hand som atmosfären blev allt tunnare.

Utan en atmosfär som höll kvar värmen från solen förvandlades den blå planeten till den röda planet vi känner i dag.

Helt torrlagt är emellertid Mars inte. De vattenhaltiga mineralerna på ytan visar var någonstans på planeten det troligen finns ännu mer vatten i marken. Därför kan satellitkartorna få betydelse för var vi en vacker dag väljer att anlägga bemannade Marsbaser.

Hittills har den bästa kandidaten varit den nordliga slätten Vastitas Borealis, där det finns is strax under ytan. Den stora nackdelen är att den är extremt kall, med temperaturer ända ner till minus 97 grader.

Närmare ekvatorn är klimatet mindre ogästvänligt, med temperaturer på mellan minus 70 och plus 20 grader. Där finns ingen is i marken, men de två satelliternas kartläggning tyder på att slätten Meridiani Planum har stora mängder vattenhaltiga mineraler, som skulle kunna fungera som vattenförsörjning för en Marskoloni.

Satellitobservationerna är inte bara viktiga för vår förståelse av Mars historia och planeringen av framtida Marsbaser. De kan också leda in oss på spåret av tidigare liv på Mars. Från jorden vet vi att vatten är en förutsättning för liv, så satelliternas karta visar var det är mest sannolikt att hitta tecken på liv.

Ett bra exempel är Jezerokratern, där det har funnits en stor sjö och ett floddelta. I den tar Nasas strövare Perseverance nu upp borrkärnor, som ska hämtas hem till jorden år 2033, så att forskarna kan analysera dem noga i avancerade laboratorier.

Kanske får vi då bevis för att Mars en gång inte bara var en blöt planet, utan också en livgivande, frodig sådan.