Foto: Kevin Gill / Wikimedia commons
Mars har fascinert menneskeheten i tusenvis av år. Den røde planetens glødende tilstedeværelse på nattehimmelen har gjort den til et symbol på kraft, krig og energi i mytologier verden over. Men etter hvert som vitenskapen utviklet seg, ble planeten et fokuspunkt for spørsmål om vår plass i universet.
Fra myter og astrologi til geologiske analyser og romsonder, fortsetter Mars å spille en sentral rolle i vår søken etter svar på grunnleggende spørsmål om livets opprinnelse og muligheten for liv andre steder i solsystemet.
For babylonerne var planeten kjent som Nergal, krigens og ødeleggelsens gud. For grekerne var Mars knyttet til Ares, deres egen krigsgud, og romerne videreførte denne tradisjonen under navnet Mars. I hinduismen ble Mars kalt Mangala, en krigsgud med forbindelse til ild og energi. Kinesisk astrologi inkluderte Mars som en av de fem «vandrestjernene», assosiert med ildens element.
Denne tilknytningen til krig, ild og energi er også reflektert i astrologien, der Mars tradisjonelt symboliserer drivkraft, lidenskap og aggresjon. Gjennom kulturhistorien har planetens røde glød, synlig fra jorden, fascinert og skremt i like stor grad.
Utforskningen av Mars gjennom historien
Utforskningen av Mars har en lang historie som strekker seg fra eldgamle observasjoner (Figur 1) til moderne romsonder. Allerede i 2300 f.Kr. beskrev mesopotamiske astronomer planeten, og på 1200-tallet f.Kr. dokumenterte babylonerne Mars’ bevegelse i en syklus på 79 år. I 2000 f.Kr. inkluderte egypterne Mars som retrograd i sine stjernekart, og rundt 1045 f.Kr. observerte kinesiske astronomer planetens posisjon og okkultasjoner. Aristoteles bidro også til forståelsen da han observerte Mars på 300-tallet f.Kr.
Med oppdagelsen av teleskopet tok utforskningen av Mars et kvantesprang (Figur 2). Galileo Galilei observerte Mars’ røde farge og polarskyer i 1600, mens Giovanni Domenico Cassini i 1666 beregnet rotasjonsperioden og kartla polare iskapper.
Kartleggingen fortsatte gjennom 1700- og 1800-tallet, da forskere som Christiaan Huygens og Asaph Hall oppdaget Mars’ måner og detaljerte overflateformasjoner. I 1877 beskrev Giovanni Schiaparelli «canali» som senere ble feiltolket som kunstige kanaler.
I 1830 etablerte Johann Heinrich Mädler og Wilhelm Beer Sinus Meridiani som Mars’ nullmeridian, noe som dannet grunnlaget for mer nøyaktig kartlegging (Figur 3). Senere, i 1877, identifiserte Asaph Hall Mars’ to måner, Phobos og Deimos.
I 1947 oppdaget Gerard Kuiper CO₂ i Mars’ atmosfære og anslo nivået til 95 %, en viktig ledetråd for å forstå planetens atmosfæriske dynamikk. Med Sputnik 1s oppskytning i 1957 startet romkappløpet, som banet vei for de første forsøkene på å nå Mars med romsonder.
Den moderne romalderen begynte i 1960 med Mars 1-sonden fra Sovjetunionen, og i 1971 tok Mariner 9 de første høyoppløselige bildene av planeten. Utforskningen fortsatte med Viking-programmet i 1976, som analyserte overflaten og atmosfæren for tegn på liv.
Senere, på 1990-tallet, førte Mars Pathfinder til en ny æra med mobile rovere, og Curiosity-roveren begynte sine studier i Gale-krateret i 2011. Perseverance-roveren, som landet i 2020, utforsker nå Jezerokrateret for spor av organisk materiale og tidligere mikrobiologisk aktivitet.
Geologien på Mars
Mars’ geologiske historie er et fascinerende speilbilde av planetens utvikling over milliarder av år. Se for eksempel figur 3 i denne vitenskapelige artikkelen som viser elveformende klimaer på Mars gjennom deler av planetens historie.
I den tidligste perioden, kjent som Pre-Noachian, var overflaten preget av intense meteorittnedslag og voldsom vulkansk aktivitet. Disse kreftene formet det grunnleggende landskapet og la grunnlaget for senere geologiske strukturer.
Etter hvert som tiden gikk og vi beveget oss inn i Noachian-perioden, skapte episodiske nedbørsperioder et landskap fylt med dalnettverk og innsjøer. Dette var en tid med større vannaktivitet, og spor av sedimentære lag i Jezerokrateret vitner om mulige habitater for tidlig liv. Denne perioden markerer også fremveksten av omfattende dalnettverk som gir et innblikk i vannstrømmer og sedimentære prosesser på Mars.
Under Hesperian-perioden begynte klimaet å endre seg. Planeten ble gradvis kaldere, og overflatevannet forsvant i stor grad. Denne perioden var preget av dramatiske flomkanaler, antagelig et resultat av gigantiske smeltevannsutbrudd, mens vulkansk aktivitet og kryosfæriske prosesser formet overflaten ytterligere.
Til slutt, i Amazonian-perioden, ble Mars en kald og tørr planet med svært lav vulkansk aktivitet. Mange av dalformasjonene vi ser i dag, som den storslagne Valles Marineris, ble skapt i denne perioden, og planeten gikk over til å være en nesten helt arid verden.
Hydrologiske strukturer, som dalnettverk (Figur 5) og deltaer, gir et rikt bilde av Mars’ fortid. Satellittdata har avslørt inverterte daler, hvor sedimentene som fylte dalene har vist seg å være mer motstandsdyktige enn de omkringliggende sedimentene, noe som resulterer i opphøyde strukturer.
Deltaer, som det ikoniske Jezerodeltaet (Figur 6), har vist seg å være viktige indikatorer på tidligere vannstrømmer. Disse deltaene inneholder stratigrafiske lag som antyder perioder med stabilt vannmiljø.
Sedimenter fra innsjømiljøer som Jezerokrateret gir en unik mulighet til å studere miljøer hvor organiske materialer kan ha blitt bevart, mens alluviale vifter, dannet når vann mister energi og avsetter sedimenter, tilbyr ytterligere innsikt i episodisk vannstrøm på Mars.
Jezerodeltaet er et særlig interessant område, der et CRISM-bilde (Figur 7) av området avslører spektroskopisk mangfold med karbonater og olivin. Rødt indikerer områder dominert av olivin, gult og hvitt viser sterk olivin- og karbonatsignatur, mens cyan og blå representerer områder med sterke karbonater og svakere olivinforekomster. Grønt antyder tilstedeværelsen av Fe/Mg-forbindelser, muligens leirmineraler.
Disse funnene understøtter hypotesen om at Jezerodeltaet var et vannrikt miljø i Mars’ fortid.
I tillegg har sedimentære lag i Jezerokrateret vist klare tegn på at området en gang var en innsjø (Figur 8). Stratigrafiske analyser antyder stabile vannforhold over lengre perioder, noe som styrker teorien om at Mars hadde et klima som kunne støtte liv. Alluviale vifter i området peker på episodisk vannstrøm som gradvis avsatte sedimenter i innsjøen.
Disse geologiske funnene gjør Jezerodeltaet til et av de mest lovende stedene for å lete etter bevarte spor av mikrobiologisk aktivitet på Mars.
Geologien på Mars forteller en historie om dramatiske forandringer, fra en dynamisk og våtere fortid til en nåværende tilstand av kald, tørr stillhet. Dette vitner om planetens komplekse utvikling og dens potensial som en gang å ha vært vert for liv.
Saturns måne Titan antas å ha komplekse væskeprosesser. Det har blitt funnet 82 alluviale vifter og lignende trekk på Titan. Når ytterligere forskning blir gjort, kan en katalogisering av hydrologiske systemer på Titan være mulig. Et oppdrag til Titan er planlagt i 2026 under navnet Dragonfly, som vil ankomme i 2034.
Bevis for elver har også blitt funnet på Pluto. Med ammoniakk blandet med vann kan frysepunktet senkes, noe som gjør det mulig for vann å eksistere på overflaten ved temperaturer kaldere enn minus 200 °C. Dette gir mulighet for et hydrologisk system på Pluto. Dokumentasjonen av hydrologiske systemer på Mars kan brukes som en mal for Pluto og Titan. Ved å standardisere dokumentasjonen av slike systemer kan de ulike planetene sammenlignes.
Utforskningen av Mars representerer menneskehetens grenseløse nysgjerrighet og evne til å utfordre det ukjente. Fra mytologiske forestillinger om krigsguden til banebrytende vitenskapelige oppdagelser, står Mars som en nøkkel til å forstå både vår egen planet og de universelle betingelsene for liv.
Med fremtidige oppdrag og stadig mer sofistikerte teknologier, er det bare et tidsspørsmål før vi avdekker enda flere hemmeligheter om våre fascinerende naboplaneter.
Denne artikkelen er basert på en bacheloroppgave skrevet ved Institutt for energiressurser, Universitetet i Stavanger i 2023.
YNGVE SNARBERG
Geoviter
Referanser
Campbell, W., 1894, The spectrum of Mars: Publications of the Astronomical Society of the Pacific, v. 6, no. 37, p. 228-236.
Capen, C. F., and L. J. Martin, 1971, The developing stages of the Martian yellow storm of 1971.
Ciyuan, L., 1988, Ancient Chinese observations of planetary positions and a table of planetary occultations: Earth, Moon, and Planets, v. 40, p. 111-117.
DeVorkin, D. H., 1977, WW Campbell’s Spectroscopic Study of the Martian Atmosphere: Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 18, p. 37, v. 18, p. 37.
Esteve, J. L. B., 2017, Nergal: The shaping of the god Mars in Sumer, Assyria, and Babylon, Dissertation an der University of Wales Trinity Saint David, 2018 (https ….
Goudge, T. A., D. Mohrig, B. T. Cardenas, C. M. Hughes, and C. I. Fassett, 2018, Stratigraphy and paleohydrology of delta channel deposits, Jezero crater, Mars: Icarus, v. 301, p. 58-75, doi: https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.09.034.
Harland, D. M., 2005, Water and the Search for Life on Mars, Springer.
Horowitz, N. H., 1986, Mars: Myth and reality: Engineering and Science, v. 49, no. 4, p. 4-37.
Kite, E. S., 2019, Geologic Constraints on Early Mars Climate: Space Science Reviews, v. 215, no. 1, p. 10, doi: 10.1007/s11214-018-0575-5.
Liu, J., H. Li, L. Sun, Z. Guo, J. Harvey, Q. Tang, H. Lu, and M. Jia, 2022, In-situ resources for infrastructure construction on Mars: A review: International Journal of Transportation Science and Technology, v. 11, no. 1, p. 1-16, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijtst.2021.02.001.
Milner, R., 2021, Tracing the Canals of Mars: An Astronomer’s Obsession: Space. com.
Milone, E. F., and W. J. Wilson, 2008, Solar system astrophysics: background science and the inner solar system, Springer.
Moore, P., 1984, The mapping of Mars: presidential address, 1983: Journal of the British Astronomical Association, v. 94, p. 45-54.
Morton, O., 2002, Mapping Mars: science, imagination, and the birth of a world, Picador.
Newton, I., and C. Huygens, 1987, Mathematical principles of natural philosophy, Encyclopaedia Britannica.
Novakovic, B., 2008, Senenmut: an ancient Egyptian astronomer: arXiv preprint arXiv:0801.1331.
Ouyang, Z., and F. Xiao, 2011, Major scientific issues involved in Mars exploration: Spacecraft Environment Engineering, v. 28, no. 3, p. 205-217.
Pettit, E., and S. B. Nicholson, 1924, Radiation measures on the planet Mars: Publications of the Astronomical Society of the Pacific, v. 36, no. 213, p. 269-272.
Proctor, R. A., 1873, on the rotation-period of Mars: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 33, p. 552, v. 33, p. 552.
Pyle, R., 2012, Destination Mars: New Explorations of the Red Planet, Prometheus Books.
Sheehan, W., 1996, The planet Mars: A history of observation & discovery, University of Arizona Press.
Sheehan, W., and J. Bell, 2021, Discovering Mars: A history of observation and exploration of the Red Planet, University of Arizona Press.
Snarberg, Y., 2023, Hydrological geological catalogue of Mars: Bachelor thesis thesis, University of Stavanger.
Swerdlow, N. M., 2014, The Babylonian theory of the planets, The Babylonian Theory of the Planets, Princeton University Press.
