Mystiska polygoner har upptäckts under Mars yta

Utforskningen av Mars-underyta har lett till upptäckten av särskilda bikakestrukturer, som kan ge värdefull information om det uråldriga klimatet på den röda planeten. Här är vad den kinesiska rover upptäckte under dess uppdrag.

Utopia Planitia: fanns det liv på Mars?

China News Service/Wikimedia commons - CC BY 3

Mars, den fjärde planeten i solsystemet, är en kall ökenvärld som har väckt vetenskapens intresse på grund av sin förmåga att stödja liv och dess unika geologiska egenskaper. På dess norra halvklot ligger Utopia Planitia, ett stort område nära ekvatorn, känd för att vara en av de största slätterna på den röda planeten. Den kännetecknas av ett relativt platt landskap utan stora reliefer, med en yta täckt av damm och sedimentavlagringar och det valdes som landniningsplats för flera rymduppdrag, inklusive NASA:s Viking 2-modul på 70-talet, och nu senast Kinas rover Zhurong som landade på planeten år 2021.

Utopia Planitia har en viktig geologisk betydelse. Satellitobservationer tyder på förekomsten av gamla flodkanaler och sedimentära avlagringar, vilket tyder på att området en gång kan ha varit värd för ett stort hav. Detta gör det till en plats av stort intresse i sökandet efter möjliga tecken på att det kan ha förekommit liv på Mars, med tanke på att vatten är en nyckelfaktor för livet som vi känner det. Atmosfären på Mars är tunn och består till största delen av koldioxid, vilket gör planeten kall och torr. Temperaturerna kan sjunka drastiskt och ytförhållandena gör för närvarande närvaron av flytande vatten i en stabil form omöjlig, men det verkar som om det inte alltid har varit så.

Denna hypotes bekräftades av Zhurong, det första kinesiska uppdrag som landat på Mars, som undersökte Utopia Planitias territorium. Nästan 50 år efter Viking 2:s utforskning har det gjort det möjligt för oss att skaffa mer exakt och detaljerad information tack vare den tekniska utveckling. Bland de insamlade uppgifterna finns även de som rör undergrunden, där rovern identifierade 16 oregelbundet polygonformade kilar, troligen sammansatta av sandjord och is, med tre eller fler raka sidor.

Polygonal jord under Mars yta skapad av frys-upptining cykler

nature

I en studie presenterade kinesiska forskare under ledning av Lei Zhang från CAS Engineering Laboratory for DEEP Resources Equipment and Technology, Peking, Kina, informationen de samlat in och analyserat, vilken visade slutsatsen att dessa polygoner bildades som en del av upprepande cykler av frost och efterföljande upptining, vilket skulle ha orsakat sprickor i den en gång ytliga marken. Andra områden på Mars genomgick också denna process, som kan ha inträffat under en period av flera miljarder år.

Zhurong-radarn upptäckte att bikake-terrängen ligger 35 meter under ytan, vilket visar att vissa översvämningar invaderade och fyllde dammen för cirka 3 miljarder år sedan. Att förstå detta var möjligt genom att observera lagrens vertikala lager av Utopia Planitia under tidigare forskning, medan den nya studien fokuserade på de horisontella lagren, genom radarobservationer över 1,9 kilometers territorium. I den rekonstruktion som forskare utförde kan vi se processen uppdelad i fyra faser: till en början rör sig fukten i marken, varefter isen skapar en kil och därefter spricker i marken. Slutligen visar den sista bilden den polygonala kilen begravd under ytan.

Mars ursprungliga verkliga klimat: planeten var mer varierande än idag

nature

Eftersom Olympus Mons, den mest massiva vulkanen i hela solsystemet, finns på den röda planeten, har forskare antagit att den polygonala kilen under marken kan ha ett lavaursprung. Om tanken att cykliska frysnings- och upptiningshändelser utgjorde den polygonala terrängen var korrekt skulle detta betyda att klimatet på Mars under antiken måste ha varit extremt varierande jämfört med idag. Dessutom ligger Utopia Planitia 25 grader över ekvatorn, men vid tidpunkten av vatten kan planeten ha varid något sned och följaktligen kan detta område ha upplevt ett avsevärt annorlunda klimat med helt andra temperaturer än idag.

Men inte nog med det: de polygonala strukturerna under marken verkar vara begravda mellan lager av mycket olika material och detta tyder med stor sannolikhet på att den fuktiga miljön som genererade dem har upphört att existera eller att ett okänt geologiskt fenomen har inträffat.

"Beläget på låga latituder (~25° N), ger den polygonala terrängen, som tolkas som troligtvis bildad av termiska sammandragningssprickor, ett övertygande argument för den höga snedheten hos tidiga Mars. Den underjordiska strukturen med täckningsmaterial som ligger över den begravda paleo-polygonal terrängen tyder på att det fanns en anmärkningsvärd paleoklimatisk transformation en tid senare." står det i studien.

Möjliga gamla källor till vatten och is på Mars

nature

Dessa underjordiska polygoner är därför vanliga men inte bara på andra territorier på Mars, utan även på Jorden. Och nu har de dessutom upptäckts på Utopia Planitia. 

Enligt forskarnas uppskattning kan klimatet på unga Mars ha varit kallt, med vatten och is inblandade i frysnings- och upptiningsprocesser. Dessa element kan härröra från fuktmigrering orsakad av kryogent sug från en underjordisk akvifer, värmediffusion från porisavlagring eller från snö.

I allt detta har Zhurong-rovern avslutat sin livscykel. Efter en initial nominell varaktighet som uppskattades till 90 sol, eller Marsdagar, något längre än de på Jorden, drabbades den i maj 2022 av en förfrysning, orsakad av Mars vinterkyla. Även om forskarna förväntade sig att den skulle vakna upp efter ett tag, hade dess radar slutat fungera.
Nästa kinesiska uppdrag till Mars och Utopia Planitia förväntas äga rum 2028, men det har ännu inte bekräftats officiellt. 

Vilken annan överraskande information kommer framtida utforskningar på Mars ge oss om utvecklingen av den röda planeten.