I mit første indlæg her på bloggen fortalte jeg om Curiosity-roverens  studier af leraflejringer i Yellowknife Bay som viste at der her, på bunden af krateret Gale, for milliarder af år siden har ligget en sø, hvor de nødvendige betingelser for liv var til stede.

I løbet af det første halve år på Mars, før ankomsten til Yellowknife Bay,  gjorde Curiosity også en anden opdagelse. Lige hvor roveren landede fandtes, lige under de øverste få centimeter jord, et fladt lag af cementeret sandsten, som hist og her var brudt op og stak op gennem den løse jord ovenover hvor stenen langsomt var i færd med at erodere væk under påvirkning af vind og luftbåret sand.

Cementeret ind i disse klipper var mængder af småsten som var usædvanlige  ved at være glatte, afrundede og flade. Ganske som sten man kan finde på stranden, men usædvanligt for Mars, hvor småsten typisk er mere skarpe og kantede. Småstenene var mange steder eroderet ud af klippen og lå nedenfor i små bunker.

A: Småsten i sandstensklipper i Gale krater, Mars. B: Tilsvarende aflejring fra Atacama-ørkenen i Chile. Billedet er fra artiklen i Science om opdagelsen

Ved analyse af stereobilleder og de deraf afledte 3D-modeller af terrænet var det muligt at samle en omfattende statistik over disse småstens størrelse og form. Flere af mine kolleger her på Niels Bohr Institutet bidrog til analysen. Min kollega Asmus Koefoed har lavet en rigtig fin video, som på poetisk vis beskriver dette arbejde:

Ud fra den observerede grad af afrunding af stenene kan man estimere, hvor langt de er blevet transporteret. Det ser ud til at de er transporteret mindst et par kilometer. Samtidig kan man ud fra deres størrelsesfordeling komme med et bud på hvor dybt vandet mindst har været og hvor hurtigt det er strømmet, for at kunne løfte sten af den størrelse. Afhængigt af antagelser om terrænets hældning og mængden af løst sand kommer man frem til at strømmen havde en minimumsdybde på 3 – 90 cm og hastigheden var 20 – 90 cm/s.

Det vigtige er, at disse observationer ikke med nogen rimelighed kan forklares på anden måde end ved vand, der strømmede ganske livligt på overfladen over betydelige afstande. I mange år har man observeret dale på Mars, som af mange blev tolket som floddale fra en tid med en varmere, tættere atmosfære. Men man kunne  komme med andre mulige (omend lidt spekulative) fortolkninger, såsom sivende grundvand over lang tid eller strømmende lava. Nu kan vi dokumentere at i hvert fald på dette sted, på et bestemt tidspunkt, strømmede vandet på overfladen af Mars.

Hvornår var det så ? Det er svært at sige nøjagtigt, men det var i hvert fald med stor sandsynlighed senere end den periode omkring 3.6-3.8 milliarder år siden, hvor de fleste af floddalene stammer fra. Selve Gale Krater er fra denne periode og har efter sin dannelse gennemgået en lang historie med deponering af store mængder sediment og senere erosion. Disse sandsten repræsenterer sandsynligvis noget af den seneste betydelige geologiske aktivitet i Gale krater.

Tidspunktet for strømmen kan lige nu ikke bestemmes meget bedre end “engang for mellem 1-3 milliarder år siden”. Det er dog også efter vand-på-Mars forhold ret sent og lægger sig sammen med en del nyere evidens for episodisk vandaktivitet ganske langt op i Mars’ historie. Sandsynligvis lå der sne på bakkerne uden for krateret og da klimaet i en kortere periode skiftede (på grund af vulkanisme ?  meteornedslag ?)  smeltede en del af denne sne og strømmede ned i krateret. Faktisk gennemskæres kraterranden af en floddal, Peace Vallis, som kommer ud ovenfor Curiosity’s landingssted. Selvom denne floddal ikke kan følges hele vejen ned til de aflejrede strandsten hænger historien dog meget godt sammen.

Muligvis (sandsynligvis ?) blev leraflejringerne i Yellowknife Bay også dannet ved samme lejlighed. Yellowknife Bay ligger lavere og i forlængelse af det område, hvor småstenene blev fundet. Det er dog også muligt at lerlagene  er betydeligt ældre og repræsenterer lag som har været dybt begravet og siden er blevet frilagt ved (vind)erosion.