Bugün Mars soğuk ve kurudur. Ancak milyarlarca yıl önce yüzeyinde sıvı halde su bulunuyordu ve bilim insanları uzun zamandır gezegenin o dönemde nasıl bir yer olabileceğini merak ediyordu. Communications Earth and Environment dergisinde 7 Temmuz'da yayınlanan yeni bir çalışma, NASA'nın Curiosity keşif aracı tarafından toplanan toprak örneklerinden elde edilen verileri inceliyor ve bunları Dünya'daki benzer topraklarla karşılaştırıyor. Bu, Mars yüzeyinin milyarlarca yıl önce nasıl olduğuna dair bir pencere açıyor ve veriler, gezegenin gerçekten soğuk, ıslak bir çorak arazi olduğunu gösteriyor.
Curiosity, 2012 yılında indiği Mars'ın simgesi olan Gale Krateri'nde on yılı aşkın bir süre geçirdi. Yaklaşık 160 kilometre genişliğindeki krater 3,5 ila 3,8 milyar yıl önce bir asteroid çarpması sonucu oluşmuştur. Curiosity'nin iniş alanı olarak seçilmesinin nedeni, bir zamanlar göl olduğuna dair birçok gösterge bulunmasıdır. Curiosity tarafından kraterden toplanan toprak örnekleri birkaç ayırt edici özelliğe sahiptir: Silika içerirler ve demir açısından zengindirler ancak alüminyum bakımından eksiktirler.
Dünya'da bu tür topraklar, çeşitli minerallerin serpantinite dönüşmesiyle sonuçlanan jeolojik bir süreç olan "serpantinleşme" ile oluşur. En önemlisi de bu süreç sıvı su gerektirir ve bu nedenle Gale Krateri'nde benzer bileşime sahip malzemenin varlığı, kraterin bir zamanlar suyla dolu olduğuna dair daha fazla kanıt sağlar.
Mars örneklerinin bir diğer önemli özelliği de büyük ölçüde "x-ışını amorf" olmaları, yani x-ışını kırınımı ile incelenebilecek tekrar eden bir kristal yapıya sahip olmamalarıdır. Örneklerin amorf yapısı bilim insanları için sürpriz oldu, çünkü amorf malzeme genellikle sadece "metastabil" olarak görülür – çalışmanın belirttiği gibi, "termodinamik olarak daha kararlı ve daha kristalin mineral fazlarına dönüşmeye yatkındır."
Bunun Gale Krateri'nde neden gerçekleşmediği belirsizliğini koruyor, ancak bir teori, dönüşüm sürecinin "daha soğuk sıcaklıklar gibi kinetik olarak sınırlayıcı koşullar" tarafından engellendiği yönünde. Eğer durum buysa, bu Mars'ın her zaman soğuk bir yer olduğunu gösteriyor.
Mars toprağını doğrudan inceleyemedikleri göz önüne alındığında, çalışmanın yazarları bir sonraki en iyi şeyi yaptılar: Dünya'da benzer örnekler buldular ve bunun yerine bu örneklerin özelliklerini incelediler. Benzer toprak bileşimlerine sahip çeşitli yerleri araştırdılar: Kaliforniya'nın Klamath Dağları'nda iki, Nevada'nın batısında bir ve Kanada'nın Newfoundland adasında bulunan Gros Morne Ulusal Parkı'nda bir alan.
Daha da önemlisi, Newfoundland'daki örnekler x-ışını amorfken, Kaliforniya ve Nevada'dakiler amorf değildi. Bu durum, soğuk Kanada ikliminin kristal yapının eksikliğini korumada çok önemli olduğunu gösteriyor ve Mars'ta da benzer bir şeyin olduğu teorisini destekliyor: "Gale Krateri'nde bol miktarda [demir] bakımından zengin amorf malzemenin varlığı, oluşumları sırasında serin ve ıslak koşullarla, ardından da kalıcılıklarını teşvik eden soğuk ve kuru koşullarla tutarlıdır."
DRI'da toprak bilimci ve jeomorfolog olarak çalışan ve çalışmanın yazarlarından biri olan Anthony Feldman, "Bu durum, bu malzemelerin oluşması için orada suya ihtiyacınız olduğunu gösteriyor," diyor. "Ancak topraklardaki amorf malzemeyi korumak için soğuk, donma noktasına yakın ortalama yıllık sıcaklık koşulları olması gerekiyor."
Çalışma, bilim insanlarının bir çevrenin uzak geçmişi hakkında jeolojik kayıtlarından nasıl bilgi çıkarabileceklerine dair büyüleyici bir fikir veriyor. Ayrıca, soğuk ve uzak yüzeyinde sıvı suyun aktığı uzun geçmiş günlerinde bile Mars ortamının özellikle misafirperver olmadığını göstermektedir.