.

1. Förekomst av flytande vatten sent i Mars geologiska historia:
Insikter från jämförande studier på Svalbard
Andreas Johnsson, Ernst Hauber, Dennis Reiss, Harald Hiesinger

2. Våra verktyg
• Satelliter; ger regional och global täckning
• Stationära och mobila landare; ger lokal kännedom, men bara 7 platser är
besökta (än så länge)
• Undersökningar av referensmiljöer s.k. marsanaloga miljöer på Jorden
– T. ex. Arktis och Antarktis, öknar, vulkaner m.m.
– Extremofiler i jordens tuffa miljöer
• Meteoriter från Mars (ursprungsområden okända)
– ALH84001 > 4 Ga
– SNC meteoriter <1,5 Ma
• Teleskop

3. Framgångsrika marsmissioner
Mariner 9 1971
Viking Orbiter (2 landare + 2 orbiters) 1976
Mars Pathfinder (landare + rover) 1996
Mars Global Surveyor 1998
Mars Odyssey 2001
Mars Express 2004
Mars Exploration Rovers (Opportunity) 2004
Mars Reconnaissance Orbiter 2006
Phoenix Mars Lander 2008
Mars Science Laboratory “Curiosity” 2011

4. Nyss anlända och kommande marsmissioner
MAVEN (Mars Atm. & Volatile Evolution Mission) 2014
Mangalyaan (Mars Orbiter Mission) 2014
InSight 2016
ExoMars Trace Gas Orbiter 2016
ExoMars Rover 2018
Mars 2020 (strövare) 2020
InSight ExoMars Rover MAVEN
Trace Gas Orbiter
Mangalayaan
Mars 2020

6. 6
Rumslig täckning av olika dataset

7. 23.45°
25.19°
Magnetfält Saknar magnetfält
Kontinentplattor i rörelse Statisk jordskorpa
Gravitation = 1 Gravitation = 0,38
Dygn 24 h Dygn 24 h 39 min
Omloppstid 365 dagar Omloppstid 687 jorddagar

8. Förändringar polaxelns lutning
”Istid” på Mars
Head et al., 2003. Nature.

9. Geologisk tidsskala Jorden/Mars
Första spåren av
liv på jorden

10. Uttorkade floder
Mars Jemen, jorden
10 km

11. Eberswaldedeltat och flodens Lenas delta
N N
10 km

12. Alluvialkoner
Vattentransport och avsättning av sediment
Mars Death Valley, USA

13. Konglomerat i kratern Gale
Mars Earth
Aeolis Mons
alluvialkon

14. Outflow channel-Kasei Valles
N
200 km

16. Polygoner
Bildas i permafrostmarker som
innehåller fruset vatten.
Marken spricker genom termisk
kontraktion av isen.
På Mars en indikator var den
markbundna frusna vattnet finns.
Svalbard

17. Fördelning av markbunden is på Mars
Ekvivalent med 40-73% fruset vatten per volymenhet
(
Credit: NASA/JPL-Caltech/University
of Arizona/Texas A&M University
1. Starka signaler på
väte från GRS/NS
2. Markbunden is vid
Phoenix
3. Is som exkaverats
av meteoritnedslag
1
Phoenix
3
[Byrne et al., 2009]
2
[Smith et al., 2009]
[Boynton et al., 2002; Feldman et al., 2002 ; Mitrofanov et al., 2003]

18. Cirque glaciärer
Image source: Google Earth 5 km

19. Norra Sverige
500 m

20. Glaciärer
Image credit: NASA/JPL/UofA
for HiRISE

21. Mars
Svalbard
Moräner

22. Hauber et al., 2011,
GSA 483

23. Reservoarer av fruset vatten

24. Alcove
(erosion)
Channel
(transport)
Fan
(deposition)
Gullies – degrading/aggrading landforms
Sheet flow – bedload transport and suspension
Debris flow – water/debris slurries

25. Mars Svalbard
Image credit: NASA/JPL/UofA
for HiRISE

26. Regional kontext
Argyre
• Located at 45.11 S; 274.2 E
• 4,5 km in diameter
• Superposed on a rampart ejecta
• One of the most poleward rayed craters
found to date.
ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
10 km
Aonia Terra
Credit: MOLA Science Team
Themis Night and Daytime IR
Night-time Day-time
Blocky material (boulders and pebbles)
Limited aeolian reworking and sedimentation

27. Landformer i kratern Istok
HiRISE image PSP_006837_1345
Debris flow-like
deposits
Talus cones

28. Equator facing talus cones
PSP_006837_1345
Punta Vacas, the Andes
100 m

29. Debris flow avsättningar
Bajada-liknande struktur Image credit: NASA/JPL/UofA
for HiRISE

30. Sprucket berg och lösa sediment
PSP_006837_1345
25° - 35° slopes

31. Debris flows, debris plugs
och leveér
5° - 20° lutning

32. Färska stenras
East facing wall West facing wall
Sluttning
Sluttning
PSP_006837_1345 PSP_006837_1345

33. debris flow
tongue
Boulders

34. Leveer
Istok Svalbard

35. Leveer
Istok Svalbard

36. Debris plugs
Istok Svalbard

37. Avsättningskoner
Istok Svalbard

38. Överlappande lober
Istok Svalbard

39. Sprucket berg
Istok Svalbard

40. Kraterns ålder
500 impacts craters of <25 m in diameter.
Crater size-frequency distribution
indicates an absolute model age for
the study crater between 0.1 – 1Ma..
~ 0.2 Ma
Modified from Schon et al. 2012
This study

41. 100 m
Lobformade strukturer på
Mars
Solifluktion på Broeggerhalvön,
Svalbard
Johnsson et al., 2012. Icarus

42. Bröggerhalvön, Svalbard (HRSC-AX + DTM)

43. 100 m

46. Nyström and Johnsson, 2014

47. Johnsson et al., 2012. Icarus

48. Image credit: NASA/JPL/UofA
for HiRISE

49. Solifluktion Södra Argyre
Image source: Google Earth

50. Sammanfattning
• Vatten var troligtvis flytande och stabilt i Mars ungdom ->
gynnsamt klimat -> spår av paleosjöar, flodfåror och deltan ->
geokemiska bevis för olika lermineral.
• Atmosfärskollaps -> flytande vatten vid ytan är inte möjligt pga
tryck och temperatur -> vatten binds i huvudsak som
permafrost, polarisar och glaciärer. Grundvatten? Temporärt
flytande vatten vid ytan -> outflow channels -> temporära
sjöar och hav? Klimatpåverkan?
• Mer sentida processer inkluderar avsmältning av snö och
markbunden is -> bäckraviner -> solifluktionslober.
• Mars är mer hydrologiskt aktiv än vi tidigare vågat tro!

51. Tack för Er uppmärksamhet!