Die Aufregung, Leben auf dem Mars zu finden, ist nach der Entdeckung des Bodenradars durch den Rover Perseverance gewachsen

Ein Luftbild zeigt die Überreste eines Deltas, in dem einst eine Wasserquelle einen alten See im Jezero-Krater auf dem Mars speiste. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Bodenradar deckt Umweltveränderungen im Laufe der Zeit auf und weckt die Hoffnung, dass Bodenproben Spuren von Leben tragen.

• Bodenradar an Bord NASA'S Mars Der Perseverance-Rover hat bestätigt, dass der Jezero-Krater, der durch einen alten Meteoriteneinschlag nördlich des Marsäquators entstand, einst einen riesigen See und ein Flussdelta enthielt.
• Im Laufe der Jahrhunderte formten Sedimentablagerungen und Erosion im Krater die heute an der Oberfläche sichtbaren geologischen Formationen.
• Die Entdeckung von Seesedimenten weckt die Hoffnung, dass in den von Perseverance gesammelten Boden- und Gesteinsproben Spuren von Leben zu finden sind.

Animation, die zeigt, wie das RIMFAX-Instrument auf dem Mars-Rover Perseverance der NASA bodendurchdringende Radarmessungen über den Kontakt zwischen dem Kraterboden und dem Delta im Jezero-Krater des Mars durchführt. Bildnachweis: Yubin Kim, David Page, UCLA

Wenn es Leben auf dem Mars gibt, weckt die Überprüfung der Seesedimente am Fuß des Jezero-Kraters durch Perseverance die Hoffnung, dass Spuren im Krater gefunden werden können.

In einer neuen Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Fortschritt der Wissenschaftgeführtes Team Universität von Kalifornien Und das Universität Oslo Es scheint, dass sich die Grube irgendwann mit Wasser füllte und sich Sedimentschichten auf dem Boden der Grube ablagerten. Dann schrumpfte der See und die Sedimente des Flusses, der ihn speiste, bildeten ein riesiges Delta. Als sich der See im Laufe der Zeit auflöste, erodierten die Sedimente im Krater und bildeten die heute an der Oberfläche sichtbaren geologischen Merkmale.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Bodenradarmessungen des Gebiets Hawksbill Gap im westlichen Delta des Jezero-Kraters auf dem Mars. Hawksbill-Lücke. Bildnachweis: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Universität Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Das Radar weist darauf hin, dass es über Äonen hinweg zu Perioden der Ablagerung und Erosion mit Umweltveränderungen kam, was bestätigt, dass Rückschlüsse auf die geologische Geschichte des Jezero-Kraters, die auf Bildern des Mars aus dem Weltraum basieren, zutreffend sind.

David Page sagte: „Von der Umlaufbahn aus können wir eine Reihe verschiedener Ablagerungen sehen, aber wir können nicht mit Sicherheit sagen, ob das, was wir sehen, ihr ursprünglicher Zustand ist oder ob wir das Ende einer langen geologischen Geschichte erleben.“ Professor für Erd-, Planeten- und Weltraumwissenschaften an der UCLA und Erstautor dieses Artikels. „Um zu wissen, wie diese Dinge entstanden sind, müssen wir unter die Oberfläche schauen.“

KI-interpoliertes Video aus NAVCAM-Bildern des NASA-Rover Perseverance, während er unterhalb des westlichen Jezero-Deltas vom Kap Nucchak zum Kraterboden von Sol 641 fährt. Bildnachweis: Lior Rubanenko, Emily Cardarelli, Justin McKee, David Page, University of California, Kalifornien Laborinstitut für Jet Propulsion Technology, NASA

Der Rover, etwa so groß wie ein Auto und mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, erkundet seit 2021 den 30 Meilen breiten Krater, untersucht seine Geologie und Atmosphäre und sammelt Proben. Die Boden- und Gesteinsproben von Perseverance werden zur Erde zurückgebracht. Durch eine zukünftige Expedition und deren Untersuchung auf Hinweise auf vergangenes Leben.

Zwischen Mai und Dezember 2022 schoss Perseverance vom Kraterboden in das Delta, eine riesige Fläche aus 3 Milliarden Jahre altem Sediment, das aus der Umlaufbahn Flussdeltas auf der Erde ähnelt.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Bodenradarmessungen des Gebiets Hawksbill Gap im westlichen Delta des Jezero-Kraters auf dem Mars. Bildnachweis: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Universität Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Als der Rover auf das Delta zusteuerte, PerseveranceRadarbildgebung eines Experiments unter der Marsoberfläche, Das RIMFAX-Instrument feuerte Radarwellen in Abständen von 10 Zentimetern nach unten und maß reflektierte Impulse aus Tiefen von etwa 20 Metern unter der Oberfläche. Mithilfe von Radar können Wissenschaftler die Basis des Sediments sehen und so die Oberfläche des Bodens der vergrabenen Grube freilegen.

Jahrelange Forschung mit Bodenradar und Tests von RIMFAX auf der Erde haben Wissenschaftlern beigebracht, wie sie aus ihren Radarreflexionen die Struktur und Zusammensetzung unterirdischer Schichten ablesen können. Das resultierende Untergrundbild zeigt Gesteinsschichten, die als Autobahneinschnitte interpretiert werden könnten.

„Einige Geologen sagen, dass die Fähigkeit des Radars, unter die Oberfläche zu sehen, ein bisschen betrügt“, sagte Page, stellvertretender Hauptforscher bei RIMFAX.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Bodenradarmessungen im Cape Nookshak-Gebiet im westlichen Delta des Jezero-Kraters, Mars. Bildnachweis: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Universität Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Die RIMFAX-Bildgebung zeigte zwei unterschiedliche Perioden der Sedimentablagerung, die zwischen zwei Erosionsperioden liegen. Der Boden des Kraters unter dem Delta ist nicht gleichmäßig flach, was darauf hindeutet, dass vor der Ablagerung von Seesedimenten eine Erosionsperiode stattgefunden hat, berichteten die UCLA und die Universität Oslo. Radarbilder zeigen, dass die Sedimente regelmäßig und horizontal sind, genau wie Sedimente, die sich in Seen auf der Erde ablagern. Das Vorhandensein von Seesedimenten war in früheren Studien vermutet worden, wurde jedoch durch diese Forschung bestätigt.

Zu einer zweiten Sedimentationsperiode kam es, als Schwankungen des Seespiegels es dem Fluss ermöglichten, ein breites Delta abzulagern, das sich zuvor weit in den See hinein erstreckt hatte, nun aber in der Nähe der Flussmündung wieder erodiert war.

„Die Veränderungen, die wir in den Gesteinsaufzeichnungen sehen, werden durch großräumige Veränderungen in der Marsumgebung verursacht“, sagte Page. „Es ist großartig, dass wir in einem so kleinen geografischen Gebiet so viele Hinweise auf Veränderungen sehen können, die es uns ermöglichen, unsere Ergebnisse auf die gesamte Kratergröße auszudehnen.“

Referenz: „Bodenradarbeobachtungen des Kontakts zwischen dem westlichen Delta und dem Boden des Jezero-Kraters auf dem Mars“ von David A. Page, Sven-Erik Hamran, Hans E. F. Amundsen, Tor Berger, Patrick Russell, Riva Kakaria, Michael T. Mellon, Sigurd Ede, Len M. Carter, Titus M. Casademont, Daniel C. Nunes, Emily S. Shoemaker, Dirk Pletteimer, Henning Dybvik, Sanna Holm-Alomark und Briony H. N. Horgan, 26. Januar 2024, Fortschritt der Wissenschaft.
doi: 10.1126/sciadv.adi8339

Die Forschung wurde von der NASA, dem norwegischen Forschungsrat und der Universität Oslo finanziert.