Ci sono voluti quindici anni di imaging e quasi tre anni di ricucitura dei pezzi per creare l'immagine più grande mai realizzata, il mosaico di 8 trilioni di pixel della superficie di Marte. Ora, il primo studio ad utilizzare l'immagine nella sua interezza fornisce una visione senza precedenti degli antichi sistemi fluviali che un tempo coprivano le vaste pianure nell'emisfero meridionale del pianeta. Queste rocce sedimentarie vecchie di tre miliardi di anni, come quelli nelle registrazioni geologiche della Terra, potrebbero rivelarsi obiettivi preziosi per l'esplorazione futura dei climi e della tettonica del passato su Marte.

Il lavoro, pubblicato questo mese in Geologia , integra la ricerca esistente sulla storia idrologica di Marte mappando antiche creste fluviali (fiume), che sono essenzialmente l'inverso di un alveo. "Se hai un canale fluviale, questa è la parte di erosione di un fiume. Così, per definizione, non ci sono depositi lì per farti studiare, "Jay Dickson, autore principale della carta, spiega. "Hai fiumi che erodono rocce, allora dove sono finite quelle rocce? Queste creste sono l'altra metà del puzzle." Usando il mosaico, al contrario di immagini più localizzate, lascia che i ricercatori risolvano questo enigma su scala globale.

Marte era un mondo umido, come evidenziato da registrazioni rupestri di laghi, fiumi, e ghiacciai. Le dorsali fluviali si sono formate tra 4 e 3 miliardi di anni fa, quando grande, i fiumi pianeggianti depositano sedimenti nei loro canali (piuttosto che avere solo l'acqua tagliata in superficie). Sistemi simili oggi possono essere trovati in luoghi come lo Utah meridionale e la Valle della Morte negli Stati Uniti, e il deserto di Atacama in Cile. Col tempo, sedimenti accumulati nei canali; una volta che l'acqua si è asciugata, quelle creste erano tutto ciò che restava di alcuni fiumi.

Le creste sono presenti solo nell'emisfero australe, dove si trovano alcuni dei terreni più antichi e accidentati di Marte, ma questo modello è probabilmente un artefatto di conservazione. "Probabilmente queste creste erano sparse su tutto il pianeta, ma i processi successivi le hanno sepolte o erose, " dice Dickson. "L'emisfero settentrionale è molto liscio perché è stato riemerso, principalmente da colate laviche." Inoltre, gli altopiani meridionali sono "alcune delle superfici più piatte del sistema solare, "dice Woodward Fischer, chi è stato coinvolto in questo lavoro. Quella planarità eccezionale fatta per una buona deposizione sedimentaria, consentendo la creazione dei record oggetto di studio oggi.

Il fatto che una regione abbia o meno creste fluviali è un'osservazione di base che non era possibile fino a quando non è stata assemblata questa immagine ad alta risoluzione della superficie del pianeta. Ciascuno degli 8 trilioni di pixel rappresenta da 5 a 6 metri quadrati, e la copertura è quasi del 100%, grazie alla "spettacolare ingegneria" della telecamera contestuale della NASA che le ha permesso di operare ininterrottamente per ben oltre un decennio. Un precedente tentativo di mappare queste creste è stato pubblicato nel 2007 da Rebecca Williams, un coautore del nuovo studio, ma quel lavoro era limitato dalla copertura e dalla qualità delle immagini.

"Il primo inventario delle dorsali fluviali utilizzando immagini a scala metrica è stato condotto su dati acquisiti tra il 1997 e il 2006, " Dice Williams. "Queste strisce di immagini hanno campionato il pianeta e fornito istantanee allettanti della superficie, ma c'era una persistente incertezza sulla mancanza di creste fluviali nelle lacune dei dati".

La risoluzione e la copertura della superficie di Marte nel mosaico hanno eliminato gran parte dell'incertezza del team, colmare le lacune e fornire un contesto per le caratteristiche. Il mosaico consente ai ricercatori di esplorare questioni su scala globale, piuttosto che limitarsi a patchier, studi localizzati ed estrapolazione dei risultati a tutto l'emisfero. Molte ricerche precedenti sull'idrologia di Marte sono state limitate a crateri o a singoli sistemi, dove sono note sia la fonte che la destinazione del sedimento. è utile, ma più contesto è migliore per comprendere veramente la storia ambientale di un pianeta ed essere più certi di come si è formata una caratteristica individuale.

Oltre ad identificare 18 nuove dorsali fluviali, l'utilizzo dell'immagine del mosaico ha permesso al team di riesaminare le caratteristiche che erano state precedentemente identificate come creste fluviali. A un esame più attento, alcuni non sono stati formati da fiumi, dopotutto, ma piuttosto colate laviche o ghiacciai. "Se vedi solo una piccola parte di [una cresta], potresti avere un'idea di come si è formato, " dice Dickson. "Ma poi lo vedi in un contesto più ampio, come, Oh, è il fianco di un vulcano, è una colata lavica. So now we can more confidently determine which are fluvial ridges, versus ridges formed by other processes."

Now that we have a global understanding of the distribution of ancient rivers on Mars, future explorations—whether by rover or by astronauts—could use these rock records to investigate what past climates and tectonics were like. "One of the biggest breakthroughs in the last twenty years is the recognition that Mars has a sedimentary record, which means we're not limited to studying the planet today, " Fischer says. "We can ask questions about its history." And in doing so, lui dice, we learn not only about a single planet's past, but also find "truths about how planets evolved... and why the Earth is habitable."

As this study is only the first to use the full mosaic, Dickson looks forward to seeing how it gets put to use next. "We expect to see more and more studies, similar in scale to what we're doing here, by other researchers around the world, " he says. "We hope that this 'maiden voyage' scientific study sets an example for the scale of science that can be done with a product this big."