Radar penembus tanah mengungkap perubahan lingkungan selama berabad-abad dan meningkatkan harapan bahwa sampel tanah mengandung jejak kehidupan.

• Radar penembus tanah di kapal NASA‘S Mars Penjelajah Perseverance telah mengkonfirmasi bahwa Kawah Jezero, yang terbentuk akibat tumbukan meteorit kuno di utara khatulistiwa Mars, pernah berisi danau dan delta sungai yang luas.
• Selama berabad-abad, pengendapan sedimen dan erosi di dalam kawah membentuk formasi geologi yang terlihat di permukaan saat ini.
• Penemuan sedimen danau menimbulkan harapan bahwa jejak kehidupan dapat ditemukan pada sampel tanah dan batuan yang dikumpulkan oleh Perseverance.

Animasi yang menunjukkan instrumen RIMFAX pada penjelajah Mars Perseverance milik NASA memperoleh pengukuran radar penembus tanah melintasi kontinum antara dasar kawah dan delta di Kawah Jezero Mars. Kredit: Yubin Kim, David Page, UCLA

Jika ada kehidupan di Mars, verifikasi Perseverance terhadap sedimen danau di dasar Kawah Jezero menimbulkan harapan bahwa jejak dapat ditemukan di kawah tersebut.

Dalam penelitian baru yang diterbitkan di majalah tersebut Kemajuan ilmu pengetahuantim yang dipimpin Universitas California Dan itu Universitas Oslo Nampaknya pada suatu saat, lubang tersebut terisi air, mengendapkan lapisan sedimen di dasar lubang. Danau tersebut kemudian menyusut dan sedimen yang dibawa oleh sungai yang mengalirinya membentuk delta yang sangat besar. Ketika danau menghilang seiring waktu, sedimen di kawah terkikis, membentuk fitur geologi yang terlihat di permukaan saat ini.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Pengukuran radar penembus tanah di area Hawksbill Gap di Jezero Crater Western Delta, Mars. Kesenjangan penyu sisik. Kredit gambar: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Universitas Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Radar tersebut menunjukkan bahwa periode pengendapan dan erosi terjadi selama ribuan tahun akibat perubahan lingkungan, sehingga menegaskan bahwa kesimpulan tentang sejarah geologi Kawah Jezero berdasarkan gambar Mars yang diperoleh dari luar angkasa adalah akurat.

David Page berkata: “Dari orbit kita dapat melihat sejumlah endapan yang berbeda, namun kita tidak dapat mengatakan dengan pasti apakah yang kita lihat adalah keadaan aslinya, atau apakah kita sedang menyaksikan akhir dari cerita geologi yang panjang.” Profesor Ilmu Bumi, Planet dan Luar Angkasa di UCLA dan penulis pertama makalah ini. “Untuk mengetahui bagaimana benda-benda ini terbentuk, kita harus melihat ke bawah permukaannya.”

Video yang diinterpolasi AI dari gambar NAVCAM dari Perseverance Rover NASA saat transit di bawah delta Jezero barat dari Cape Nucchak ke dasar kawah Sol 641. Kredit gambar: Lior Rubanenko, Emily Cardarelli, Justin McKee, David Page, University of California, California Institut Laboratorium Teknologi Propulsi Jet, NASA

Penjelajah, seukuran mobil dan membawa tujuh instrumen ilmiah, telah menjelajahi kawah selebar 30 mil, mempelajari geologi dan atmosfernya serta mengumpulkan sampel sejak tahun 2021. Sampel tanah dan batuan Perseverance akan dikembalikan ke Bumi. Dengan ekspedisi masa depan dan mempelajarinya untuk bukti kehidupan masa lalu.

Antara Mei dan Desember 2022, Perseverance meroket dari dasar kawah menuju delta, hamparan luas sedimen berusia 3 miliar tahun yang jika dilihat dari orbitnya menyerupai delta sungai di Bumi.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Pengukuran radar penembus tanah di area Hawksbill Gap di Jezero Crater Western Delta, Mars. Kredit gambar: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Universitas Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Saat penjelajah menuju delta, KetekunanPencitraan radar dari percobaan di bawah permukaan Mars, Instrumen RIMFAX menembakkan gelombang radar ke bawah dengan interval 10 sentimeter dan mengukur pantulan gelombang dari kedalaman sekitar 20 meter di bawah permukaan. Dengan menggunakan radar, para ilmuwan dapat melihat dasar sedimen untuk mengungkap permukaan atas dasar lubang yang terkubur.

Penelitian bertahun-tahun menggunakan radar penembus tanah dan pengujian RIMFAX di Bumi telah mengajarkan para ilmuwan cara membaca struktur dan komposisi lapisan bawah permukaan dari pantulan radar mereka. Gambar bawah permukaan yang dihasilkan menunjukkan lapisan batuan yang dapat diartikan sebagai potongan jalan raya.

“Beberapa ahli geologi mengatakan bahwa kemampuan radar untuk melihat ke bawah permukaan adalah sebuah tipuan,” kata Page, wakil peneliti utama di RIMFAX.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Pengukuran radar penembus tanah di area Cape Nookshak di Kawah Jezero Delta Barat, Mars. Kredit gambar: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Universitas Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Pencitraan RIMFAX mengungkapkan dua periode pengendapan sedimen yang berbeda yang diapit di antara dua periode erosi. Dasar kawah di bawah delta tidak rata secara merata, menunjukkan periode erosi terjadi sebelum sedimen danau diendapkan, lapor UCLA dan Universitas Oslo. Gambar radar menunjukkan bahwa sedimen tersebut teratur dan horizontal, seperti halnya sedimen yang mengendap di danau di Bumi. Keberadaan sedimen danau telah diduga pada penelitian sebelumnya, namun terkonfirmasi oleh penelitian ini.

Periode sedimentasi kedua terjadi ketika fluktuasi permukaan danau memungkinkan sungai mengendapkan delta luas yang sebelumnya membentang jauh ke dalam danau, namun kini terkikis kembali di dekat muara sungai.

“Perubahan yang kita lihat dalam rekaman batuan didorong oleh perubahan skala besar di lingkungan Mars,” kata Page. “Sangat menyenangkan bahwa kami dapat melihat begitu banyak bukti perubahan di wilayah geografis yang begitu kecil, sehingga memungkinkan kami untuk memperluas hasil penelitian kami ke seluruh ukuran kawah.”

Referensi: “Pengamatan radar penembus tanah terhadap kontak antara delta barat dan dasar Kawah Jezero, Mars” oleh David A. Page, Sven-Erik Hamran, Hans E.F. Amundsen, Tor Berger, Patrick Russell, Riva Kakaria, Michael T. Mellon, Sigurd Ede, Len M. Carter, Titus M. Casademont, Daniel C. Nunes, Emily S. Shoemaker, Dirk Pletteimer, Henning Dybvik, Sanna Holm-Alomark, dan Briony H. N. Horgan, 26 Januari 2024, Kemajuan ilmu pengetahuan.
doi: 10.1126/sciadv.adi8339

Penelitian ini didanai oleh NASA, Dewan Riset Norwegia, dan Universitas Oslo.