19. december: Morten Bo Madsen – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Alumni > Julekalender 2017 > Julekalender 2011 > 19. december

19. december: Er der vand på Mars?

Alumneforeningen Kubulus har sat fokus på forskningen på KU og bedt en række forskere og en tidligere universitetshistoriker om fortælle om aktuelle forskningsprojekter. Det er tilsammen blevet til de 24 låger i årets forskningsjulekalender, hvor du kan læse om alt fra naturmedicin til nanoscience.

I dagens låge fortæller lektor Morten Bo Madsen om jagten efter vand på Mars.

Tørt på Mars - har det (næsten) altid været sådan?

På trods af mange og gentagne rapporter af fund af spor af vand på Mars - og i 2008 det endelige bevis for vand-is (figur 1, se nedenfor) kun 7 cm under et tyndt lag af jord (figur 2) - er der efterhånden en del, som tyder på at vand på Mars' overflade igennem hele planetens historie har været en sjælden begivenhed.

Ikke desto mindre er der også adskillige tegn på at det i hvert fald i korte perioder tidligt i Mars' histore har været endog meget anderledes. Målinger fra sonder i kredsløb om Mars har vist forekomster af sulfater og phyllosilikater i meget gamle (vanddannede) sedimenter i de dybest liggende lag i sedimentære bjerge.

De to Mars Exploration Rovers, Spirit og Opportunity, som landede nær ækvator i januar 2004 har på hvert sit landingssteder fundet mineraler, som kun kan dannes i vand (hhv. goethit og jarosit). Herudover har Spirit, inden vi mistede forbindelsen til den i 2010, nået at finde adskillige spor efter hydrotermisk aktivitet i Gusev-krateret langt tilbage i Mars' historie.

Undersøgelser af støv indfanget på dansk leverede magnetinstrumenter (figur 3, se nedenfor) på disse rovere viser at støvet er magnetisk fordi det indholder titanomagnetit, et mineral dannet i vulkanske klipper uden nogen forbindelse til vand.

Udover titanomagnetit, som gør støvet magnetisk indeholder det også nogle (måske hydrerede) jern-oxider, som er afgørende for den farve støvet har. Gennem et nyt projekt, som skal udføres blandt andet ved hjælp af et røntgendiffraktometer på NASA's netop opsendte Curiosity rover, vil vi forsøge at finde ud af præcis hvilken sammensætning af mineraler, som er ansvarlig for Mars-støvets og dermed Mars-overfladens farve. Med disse eksperimenter forventer vi samtidig at få nye oplysninger om vands vekselvirkning med støvet igennem tiderne.

Læs mere


Figur 1: Måling af vand-is i “Thermal and Evolved Gas Analyzer” (TEGA) instrumentet på NASA’s Phoenix lander i 2008. Udover et massespektrometer til detaljeret analyse af nedbrydningsprodukter kan endo- eller exoterme  reaktioner inden i ovnen ses direkte ved måling af den effekt, som er nødvendig for at opretholde en konstant temperaturstigning. Figuren viser et plot af denne effektprofil. Prøven er fra stedet Den Onde Heks (Wicked Witch), et friskt opskrab fra bunden af grøften Snehvide (Snow White). Profilen viser at den opsamlede prøve indeholdt en lille smule vand-is. Når temperaturen stiger over 0°C ses en klar endotermisk reaktion, som er karakteristisk for vand-is. Trykket inden i ovnen er 12 mbar, hvor vand koger ved ca 10°C. Derfor repræsenterer ”puklen” i kurven den fuldstændige overgang fra vandis til vanddamp.


Figur 2: Is-lag under Phoenix landeren? Billedet viser resultatet af det første kig ind under landeren 4 dage eter landingen da robotarmen med et mindre (mikroskop-)kamera var blevet pakket ud. I billedet ses det tydeligt at bremseraketterne (synlige for oven i billedet) har blæst et ca 5 dm tykt lag af løst materiale frit fra er lag af hård, glat kraftigt reflekterende materiale, som senere undersøgelser viste er vand-is.


Figur 3: Capture og filter-magneter på Mars-roveren Opportunity. Billederne viser, hvordan støv opsamles på magneterne og hvordan vinden ændrer på det opsamlede støv ved at fjerne de mindst magnetiske partikler og flytte lidt om på de partikler, som bliver hængende. Støvet på disse magneter har været undersøgt ved hjælp af missionens Mössbauer-spektrometer og grundstofanalysator og resultaterne viser at støvet er magnetisk fordi det indeholder mineralet titanomagnetit.

Mød også

I morgen kan du i Kubulus' forskningsjulekalender 2011 læse om et af det nye grundforskningscentre på Københavns Universitet