NASA:s radar avslöjar dolda floder 35 meter under Mars yta

Mars: från öken till en planet full av floder

Idag består Mars framför allt av damm, stenar och vind. Bilder från omloppsbana visar uttorkade flodbäddar, avtryck efter gamla floddelta och massiva kratrar. Sedan länge har forskare antagit att floder en gång rann över planetens yta och att kratrar hyste livskraftiga sjöar. Men solida bevis direkt från de underjordiska lagren – inte bara från ytan – saknades fortfarande.

Rovern Perseverance, som landade på Mars 2021, undersöker Jezero-kratern – en plats vald just för att den påminner om en uttorkad sjö med floddelta. Nya mätningar, som når hela 35 meters djup, har avslöjat att det forna Mars var ännu rikare än vad forskare tidigare trott.

Perseverance använde sin inbyggda radar för att ”titta” 35 meter ner under ytan av Jezero-kratern och registrerade otvetydiga spår av ett omfattande, urgammalt flodsystem.

Radar istället för spade: så ”genomlyste” NASA Mars

Rovern gräver inte enorma schakt på Mars som en gruvarbetare. Det centrala instrumentet är en apparat kallad RIMFAX – en markpenetrerande radar som skickar radiopulser ner i djupet och analyserar deras reflexioner. Styrkan på den återvändande signalen varierar beroende på hårdhet, täthet och sammansättning hos de olika lagren.

På förenklade radarprofiler framträder terrängen under rovern som växlande ljusare och mörkare ränder. Ingenjörerna lade dessa data ovanpå en tredimensionell karta över kratern och kopplade samman linjer motsvarande samma lager. Resultatet blev en sorts ”röntgenbild” av Jezero-kratern, som förbinder det synliga för blotta ögat med det som döljer sig tiotusentals meter under ytan.

• Ljusa zoner på radarn – hårdare, fastare bundna stenlager.
• Mörkare zoner – lösare sediment, sand och gammalt flodsediment.
• Karakteristiska former – strukturer typiska för floddelta och meandrande floder.

Det är första gången man så övertygande lyckats koppla samman dagens ytformer med arrangemanget av gamla sediment på djupet. Det är som att lägga en karta över ytan bredvid ett geologiskt tvärsnitt och plötsligt se hela platsens historia – inte bara dess nuvarande tillstånd.

35 meter ner: vad Jezero-kratern gömmer

Den nya informationen tyder på att Jezero-kratern en gång inte bara fylldes av stilla sjövatten. Hela området genomkorsades av förgrenade floder som bildade meandrar och stora floddelta. De mönster som syns i radarprofilerna påminner slående om strukturer kända från jordens flodsystem.

Det mest intressanta är att en del av dessa djupa lager härstammar från en mycket tidig period i planetens historia – den så kallade noachiska eran, som ägde rum för mer än 4 miljarder år sedan. Det var en tid då solsystemet fortfarande utsattes för intensivt meteoritbombardemang, och jorden höll just på att skapa förutsättningarna för de första organismerna.

Resultaten antyder att Mars blev fuktigt och potentiellt gynnsamt för mikroorganismer tidigare än vad ytstrukturerna ensamma låtit ana.

Mars kan ha varit beboeligt långt tidigare

I åratal dominerade bilden av Mars som en planet som snabbt ”torkade ut”. Man antog att större mängder vatten främst förekom i senare episoder. Analysen av lagren under Jezero-kratern visar något annat: ett omfattande flodsystem fungerade redan i en avlägsen förfluten tid.

För astrobiologer är detta en avgörande insikt. Om vatten på Mars under lång tid strömmade genom ett komplext nätverk av kanaler och bildade sjöar, översvämningar och floddelta, ökar sannolikheten för att det existerat stabila miljöer lämpliga för mikroorganismer. Sådana förhållanden erbjuder mångfaldiga sedimenttyper, varierande kemisk sammansättning och skydd mot kosmisk strålning – allt det som enkla livsformer behöver.

Varför floddelta är så värdefulla för forskare

Ett floddelta är den plats där strömmen sänker farten och börjar avsätta material transporterat från hela avrinningsområdet. Damm, mineraler, kemiska föreningar och på jorden även rester av växter och mikroorganismer förs dit. Det är inte konstigt att geologer älskar floddelta – de är naturliga arkiv över det förflutna.

I Jezero-kratern kan dessa sediment bland annat innehålla magnesiumkarbonater. Det är mineraler med exceptionella skyddande egenskaper. De fungerar lite som en hermetiskt försluten burk: de konserverar kemiska strukturer inuti och skyddar dem mot tidens gång, höga temperaturer och kosmisk strålning.

Om det verkligen finns magnesiumkarbonater djupt i Jezeros sediment kan de ha bevarat spår av gamla mikroorganismer i miljarder år – som en sorts kosmiska ”konserver” från Mars förflutna.

Perseverance som rovearkivarie

Uppdraget Perseverance begränsar sig inte till fotografering och radarmätningar. Rovern samlar in prover av bergarter och sediment i specialbehållare som, som del av framtida uppdrag, ska transporteras tillbaka till jorden. Forskare säger öppet: om vi ska hitta kemiska spår av marsliv någonstans är det just i sådana flod- och sjösediment.

Den nya radarinformationen hjälper till att välja borrplatser mer exakt. Istället för att ta prover i blindo kan uppdragsteamet nu se var de intressanta lagren befinner sig, hur de är arrangerade och från vilken period de kan härröra. Det ökar markant chansen för att proverna innehåller korn av en gång registrerade biologiska spår – kanske i form av förändrade kolföreningar eller karakteristiska isotopförhållanden.

• Radarn visar var de äldsta deltalagren befinner sig.
• Rovern borrar och tar ut material exakt från dessa platser.
• I ett framtida uppdrag ska kapslar med prover transportera materialet till jorden för detaljerade laboratorieanalyser.

Vad denna upptäckt berättar om framtidens Marsforskning

Det samlade datamaterialet publicerades i den prestigefyllda vetenskapliga tidskriften Science, vilket bekräftar att detta inte är en enskild kuriositet utan ett avgörande steg mot att förstå Den Röda Planetens utveckling. Varje sådant arbete hjälper också till att planera framtida uppdrag bättre – både orbitala och de som en dag kommer att föra människor till Mars.

Om det bekräftas att de djupa sedimenten gömmer välbevarade kemiska strukturer kommer ingenjörerna att börja designa instrument som kan tränga ännu djupare ner under ytan – kanske ner till flera hundra meters djup. Det kommer också att dyka upp nya idéer om placeringen av framtida baser – i områden där undergrunden innehåller stora mängder väteföreningar, is eller karbonater som kan utnyttjas som resurser för liv och bränsleproduktion.

Varför vatten är så avgörande för Marsuppdrag

För lekmän kan det låta som en besatthet: nästan varje enskilt Marsuppdrag ”jagar vatten”. Det finns flera praktiska skäl till detta. För det första är vatten den ideala miljön för kemiska processer kopplade till biologi. Där det cirkulerat under lång tid växer chansen för bildning och bevarande av livsspår. För det andra är det en kritisk råvara för framtida bemannade expeditioner – från vatten kan man utvinna syre för andning och väte som raketbränsle.

Kunskap om var vatten en gång strömmade och i vilka mängder hjälper också till att förstå vart det försvann. Slapp det ut i rymden eller bands det upp av mineraler och underjordisk is? Svaret har inte bara vetenskaplig utan också praktisk betydelse, eftersom det antyder vilka resurser framtida Marsbaser kan räkna med.

Dagens Mars är alltså inte bara en rostig klot på himlen. Tack vare uppdrag som Perseverance börjar vi uppfatta den som en planet med en komplett ”biografi”: en turbulent ungdom full av floder och sjöar, en lång period med klimatförändringar och en långsam övergång till den kalla ödemark vi ser idag. Radarn som når 35 meter ner i djupet är hittills bara en liten ”repa” på ytan – men redan nu visar den att det under dammlagret gömmer sig en långt rikare förfluten tid än vad de första enkla bilderna från omloppsbanan lät ana.