Bilden av en nyligen aktiv planet växer fram. Doktorand Andreas Johnsson Naturgeografiska avdelningen Geovetarcentrum, Göteborgs Universitet

Transkript

1 Bilden av en nyligen aktiv planet växer fram Doktorand Andreas Johnsson Naturgeografiska avdelningen Geovetarcentrum, Göteborgs Universitet

2 Global höjdkarta (MOLA)

3 Vad som togs upp på föreläsningen Korta om historiska vändpunkter Livets tuffingar på jorden, extremofilerna Liv på Mars, dåliga/bra förutsättningar En resa över Mars olika landskap, håll i hatten!

4 Bilden av en nyligen aktiv planet växer fram Före rymdåldern Civilisation, flora och fauna? Mariner 6 (60-talet) Yta likt månens, dött och ödsligt Mariner 9 och Viking 1-2 (70-talet) Tecken på vattenerosion, meandrande dalar och flodbäddar MIDDEN hypotesen (Mars is continuously dead and dry, except in the Noachian) Sökandet efter aktivt liv med Viking 1-2 gav nedslående resultat Mars Global Surveyor (1997 och framåt) Ung vulkansim, vattenerosion och glaciation (>10 Ma) Mars har upprepade episoder med vatten på ytan Mars Express (2004 och framåt) Upptäckten av speciella lermineral phyllosilikater visar på en kontinuerlig period av flytande vatten under Mars första geologiska period

5 Livets tuffingar, extremofilerna Hyperofiler; heta källor på havets botten Pyrolobus fumarii, temperatur C Psykrofiler; djupa hav och inlandsisar Temperatur 0-12 C Acidofiler; sura miljöer Somliga klarar ett ph mellan 0-1, surare än vinäger och magsaft Alkalifiler; basiska miljöer Sjön Nakuru, Afrika, ph över 12,5 Halofiler; salta miljöer Klarar upp till 38% salthalt Atomofiler; radioaktiva miljöer Dienococcus radiodurans klarar 2000 ggr dödlig dos för människan Litofiler; lever kilometerdjupt i berggrunden

6 Mars: en dålig kandidat för liv? Lutning i banplanet Varierar mellan 0-60 grader Excentricitet Ellipsformad omloppsbana Solarkonstant Häften så mycket solenergi som jorden Avsaknad av magnetfält och tät atmosfär Inget skydd mot kosmisk strålning och UV Kylan Medeltemperatur på -60, låg metabolism

7 Mars: en god kandidat för liv? Forskning om extremofiler på jorden har ökat vår kunskap om livets gränser Om livet en gång fick fäste på Mars återfinns det troligtvis idag en bit under ytan där vi har: skydd från skadlig strålning gynnsamt tryck geotermisk uppvärmning flytande vatten näringsämnen i lösning

8 Landskapsformer och verksamma processer (geomorfologi) Landform Process Fluviala vatten Eoliska vind Periglaciala permafrost Glaciala glaciärer Vulkaniska lava Massrörelser gravitation Krater nedslag Tektoniska inre processer

9 200 m 225 km 200 m 300 km 800 km

10 Mangala Valles Kaotisk terräng Utflöde från några av Mars många outflow channels. De flesta mynnar ut på Mars lågländer på norra halvklotet, därav misstankar om en ocean under gångna tider. Källan är sk kaotisk terräng och processen talar för ett katastrofalt förlopp.

11 Nanedi Valles Flodsystem på Mars. Den meandrande (ringlande) formen talar för ett kontinuerligt flöde under en längre tid. Ett antal kratrar på bottnen talar för en gammal struktur.

12 Outflow channels Nature, 412,

13 Gusevkratern Rovern Spirits landningsplats. Kratern är 150 kilometer i diameter och den misstänktes tidigt vara en plats för en gammal sjö. Det som talar för detta är kanalen som mynnar ut i kratern och den släta bottnen som antyder sedimentation i vatten. Den släta bottnen visade sig dock vara lavaslätter som effektivt döljer ev. bevis för vattenavsatta sediment. Vid Colombia Hills som tränger igenom lavaslätterna och som därmed är en äldre struktur, hittade rovern däremot bevis för vattenomvandlade mineral.

14 Spirit i Gusevkratern Bonneville Sandia Mazatzal Adirondack

15 Landskapsvy från Gusevkratern

16 Opportunity på Meridiani Planum Lagrad kraterkant Stone Mountain Blueberrie

17 Burns Cliff, Meridiani Planum Skiktade (stratigrafi) sedimentära bergarter i kraterkant. De olika lagren berättar en historia likt trädens ringar, om vilka förhållanden de bildats under. Är det avsättningar i vatten eller är det vinden som fört dit material som sedan kompakterats? Mycket talar för att vatten hade en viktig roll just här.

18 Molnbildning över Meridiani Planum Rovern Opportunity vände blicken mot skyn och fick se ett lager höga Cirrusmoln bildas. I det här fallet består de av iskristaller, men även moln av frusen koldioxid (sk torris) har observerats.

19 Opportunity sedd från MRO Bilden visar rovern Opportunity från ovan och den är tagen av den senaste sonden Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

20 Bäckraviner i kraterkant Dessa landformer var en överraskande nyhet när de först sågs med Mars Orbiter Camera (MOC) ombord på sonden Mars Global Surveyor (MGS). De antyder nämligen flytande vatten ganska nyligen Olika teorier om bildning: Flytande koldioxid Grund vattenkälla Smältande permafrost Snösmältning Torra massrörelser Djup vattenkälla

21 Bäckraviner i kraterkant II 4,3 km 3 km

22 Bäckraviner III (HiRISE) Kameran HiRISE ombord på MRO har den bästa kameran av alla sonder med en detaljupplösning på >30 cm/pixel.

23 Maskar på Mars? Bilden visar mörka dyner på vandring i sydöstlig riktning. De tillhör typen Barchandyner. Den mellanliggande marken är täckt av ett tunt lager torris. MOC har följt dyner under 9 år, men har ännu inte kunnat se någon rörelse. Är de mycket långsamma eller är de ett resultat av en annan klimatsituation med starkare vindar?

24 Dyner på vandring 300 m

25 Dyner på vandring II Bilden är tagen av High Resolution Stereo Camera (HRSC) ombord på Mars Express (MEX) och den visar dyner vid kanten av den norra polarkalotten. Vita områden är torris och kanten är ca 2 km hög!

26 Dyner på vandring III (THEMIS) Bilden är tagen med THEMIS instrumentet ombord på sonden Mars Odyssey. Instrumentet tar bilder inom IR-området och kan det visa på områden med löst resp. fast material beroende på hur effektivt det värms upp resp. svalnar av.

27 3 km 3 km

28 Bilderna visar spår efter sk dust devils som är virvlar av varm uppåtstigande luft. De uppkommer då marken hastigt värms upp under dagen. De kan vara ett tiotal- till hundra meter i diameter. 3 km 3 km

29 Bilden visar ett dynfält men ett tunt lager av torris. De märka kanterna är dynkrön och de värms upp snabbare än de djupare mellanliggande områdena.

30 Vinderosion Bilden är tagen med MOC och en del av en kraterbotten. Man kan se tydliga sedimentära avsättningar på bottnen. Vinden har dock eroderad mycket av ytan och nu står återfinns bara isolerade toppar.

31 Periglaciala landformer Strukturmark Kontraktion (tundrapolygoner) Frostsortering (polygoner & stripes) Pingos Öppna system Slutna system Thermokarst (sublimation) Dissected terrain Scalloped terrain

32 Permafrostens utbredning Karta som visar var det återfinns permafrost nära ytan på Mars idag. De mörka områdena tror innehålla så mycket som <70 volym % vatten!

33 Polygoner 200 m 2 km

34 Sorterade polygoner 300 m

35 Pingo 700 m

36 Thermokarst (is som försvunnit) 1 km Mustard et al., Nature 2001

37 Principskiss

38 Fördelning av thermokarst och polygoner

39 Glaciär? Vikingbild från 70-talet och den visar var det funnits glaciär erosion. Om glaciären är aktiv än idag eller om den bara är rester av en länge försvunnen glaciär återstår att ta reda på. Mycket tyder dock på att isen kan ligga isolerad under ett lager av torrt sediment.

40 Glaciäravsättningar, Deuteronilus Mensae Bild tagen med HRSC ombord på MEX

41 Timglaskratern i Promethei Terra Bild tagen av HRSC ombord MEX och konverterad till 3-D vy. Glaciära avsättningar i två kratrar.

42 Fruset vatten i krater, Vastitas Borealis Bild tagen av HRSC och den visar på fruset vatten i en krater på nordliga latituder. Vattnet är ligger kvar året om.

43 Frusen sjö, Elysium Planitia Denna spektakulära bild från HRSC visar resterna av en frusen sjö. Isen på sjön täcktes en gång av stoft från antingen stormar eller vulkaner. Isen har sedan spruckit upp och drivit iväg. Idag återstår bara ett fossilt landskap av det som varit, eller? Det finns en chans att isen under de mörka lagren faktiskt har skyddats från att sublimera (förångas) och att den återfinns där än idag.

44 Olympus Mons Vulkanen Olympus Mons är solsystemets högsta berg och mäter imponerande 24 km högt. Vulkanen är av typen sköldvulkan pga sin lättflytande lava. På jorden är vulkanen Mauna Kea på Hawaii av samma typ.

45 Calderas på toppen av Olympus Mons På toppen av Olympus Mons kan man se en sekvens av calderakollaps. En caldera är resterna av att en magmakammare töms på lava och sjunker ihop. På Olympus kan man se att detta skett flera gånger. Den kraterfria terrängen vittnar om att området är ungt. Vulkanen har varit aktiv ganska nyligen vilket inom geologin kan röra sig om ett par 100 miljoner år sedan!

46 Konstnärs tolkning

47 Pit chain En kedja av semicirkulära gropar i rad på detta sättet vittnar om en lavatunnel som kollapsat.

48 Skred i Valles Marineris Bilden är 60 km bred Ett jättelikt skred i kanten på den stora sprickdalen. Bilden är tagen av Viking. Skredtungan har rört sig långt ut vilket verkar tyda på att det varit vått vid händelsen.

49 Stoftlaviner Arabia Terra 13.0 N, W Lycus Sulci Sulci 31.6 N, W 3km Stoftlaviner är frekventa på Mars och observationer från MGS visar att de överlagrar bl.a. dyner, alltså de är unga former. De uppkommer när ett ljusare ytligt lager rasar ner och blottlägger ett underliggande mörkare material.

50 Plaskkrater Plaskkratrar är unika på Mars och de anses uppkomma när meteoriter slår ner i mark med permafrost. Isen smälter och blandas med sedimentet till en lervälling.

51 Sammanfattning Bilden av Mars revideras i takt med att nya satelliter och landare sänds dit vad kommer vi att lära härnäst? Livet på jorden är tuffare än vad vi tidigare anat Mars är kanske inte så ogästvänlig ur en extremofils perspektiv Mars verkar ha haft rätt förutsättningar för liv, men fick det någonsin fäste där? Mars yta vittnar om en aktiv historia och på en mångfald av olika miljöer Och visst är det spännande

52 Webtips! themis.asu.edu ltpwww.gsfc.nasa.gov/tharsis/mola.html marsrovers.jpl.nasa.gov/home Tidskrifter Journal of Geophysical Research Planets ICARUS Science & Nature