Als er ooit leven op Mars bestond, heeft de verificatie van de sedimenten van meren op de bodem van de Jezero-krater door de Perseverance-rover de hoop vergroot om sporen van leven in de krater te vinden. De nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances door een team onder leiding van UCLA en de Universiteit van Oslo, toont aan dat de krater op een gegeven moment gevuld was met water, waardoor lagen sediment op de kraterbodem werden afgezet.
Het meer kromp toen en de rivieren die erin uitmondden, voerden sedimenten mee die een enorme delta vormden. In de loop van de tijd verdween het meer en werden de sedimenten in de krater geërodeerd, waardoor de geologische kenmerken ontstonden die vandaag de dag zichtbaar zijn aan de oppervlakte.
Radar laat zien dat deze perioden van afzetting en erosie plaatsvonden gedurende lange perioden van veranderingen in het milieu, wat bevestigt dat gevolgtrekkingen over de geologische geschiedenis van de Jezero-krater op basis van beelden van Mars verkregen vanuit de ruimte accuraat zijn.
"Vanuit een baan om de aarde kunnen we een heleboel verschillende sedimenten zien, maar we kunnen niet zeggen of we naar hun oorspronkelijke staat kijken of naar het einde van een lang geologisch verhaal kijken", zegt David Paige, hoogleraar aard-, planetaire en ruimtewetenschappen aan de UCLA en hoofdauteur van het artikel. "Om te begrijpen hoe deze dingen zijn ontstaan, moeten we zien wat er onder de oppervlakte gebeurt."
De autogrote rover met zeven wetenschappelijke instrumenten onderzoekt sinds 2021 de 48 kilometer brede krater, bestudeert de geologie en atmosfeer ervan en verzamelt monsters. De bodem- en gesteentemonsters van Perseverance zullen door toekomstige expedities naar de aarde worden teruggebracht en worden bestudeerd op bewijs van vorig leven.
Van mei tot en met december 2022 voer ‘Perseverance’ vanaf de bodem van de krater de delta in. De delta is een groot sediment van 3 miljard jaar oud. Vanuit de baan lijkt het sterk op de rivierdelta's op aarde.
Toen de rover de delta binnenreed, vuurde Perseverance's Radar Imager for Mars Subsurface Experiment (RIMFAX) radargolven naar beneden af met tussenpozen van 10 centimeter, waarbij de pulsen werden gemeten die werden gereflecteerd vanaf een diepte van ongeveer 20 meter onder het oppervlak. Met behulp van radar kunnen wetenschappers de bodem van het sediment zien, waardoor het bovenoppervlak van de begraven kratervloer zichtbaar wordt.
Jarenlang gronddoordringend radaronderzoek en RIMFAX-testen op aarde hebben wetenschappers geleerd hoe ze de structuur en samenstelling van ondergrondse rotsformaties kunnen aflezen aan de hand van radarreflecties. De resulterende ondergrondse beelden tonen rotsformaties die geïnterpreteerd kunnen worden als wegafsnijdingen.
"Sommige geologen zeggen dat het vermogen van de radar om te zien wat er onder de oppervlakte gebeurt een beetje op bedrog lijkt", zegt Page, plaatsvervangend hoofdonderzoeker bij RIMFAX.
RIMFAX-beeldvorming laat zien dat twee perioden van erosie ingeklemd lagen tussen twee verschillende perioden van afzetting. UCLA en de Universiteit van Oslo melden dat de kraterbodem onder de delta niet uniform vlak is, wat duidt op een periode van erosie voordat sedimenten van het meer werden afgezet. Radarbeelden laten zien dat de sedimenten regelmatig en horizontaal zijn, net zoals die zijn afgezet in meren op aarde. Eerdere studies hadden de aanwezigheid van sedimenten van meren in twijfel getrokken, maar deze studie bevestigde dit.
De tweede afzettingsperiode vond plaats toen het niveau van het meer fluctueerde en de rivier een brede delta afzette die zich ooit tot ver in het meer uitstrekte, maar nu dichter bij de monding wordt geërodeerd.
"De veranderingen die we in de gesteenten zien, worden veroorzaakt door grootschalige veranderingen in de omgeving van Mars", aldus Page. "Het is echt gaaf dat we zoveel bewijs van verandering kunnen zien in zo'n klein geografisch gebied, waardoor we onze bevindingen kunnen uitbreiden naar de hele kraterschaal."