Miközben a Curiosity rover a Marson dolgozik, a földi kutatók próbálják megérteni a Gale-kráter központi részén mutatkozó üledékes hegy eredetét. Ennek alsó részén főleg agyagásványok vannak, amelyek a Mars korai nedvesebb időszakából származnak. A kérdéses üledékes képződmény 3,6-3,8 milliárd évvel ezelőtt kezdett lerakódni. Nagyjából ekkor kezdett a környezet erősen megváltozni, hűlni és száradni a Mars. A későbbiekben többnyire száraz időszak volt a bolygón, azonban időnként a Gale-kráterben is megjelent a nedvesség, amivel kapcsolatban főleg szulfátos üledék keletkeztek, gyarapítva az üledékeket.
Edwin Kite (California Institute of Technology) és kollégái olyan modellt fejlesztettek ki, amely a Mars felszínén lerakódó hó, illetve jég megolvadásának esélyére következtet a bolygónak a maitól eltérő, különböző pályaelemei, állapotai esetén. Az eredményeik arra utalnak, hogy a múltban (gyengébb napsugárzás esetén) alacsony szélességen időnként megolvadhatott az ott felhalmozódott jég. Erre akkor kerülhetett sor, amikor a bolygó változékony tengelyferdesége előbb nagyobb, majd később kisebb értékeket vett fel. Meredekebb forgástengely esetén a jég az egyenlítő közelébe vándorolt, ellenben amikor csökkent a tengelyferdeség, erősödött a besugárzás alacsony szélességen, és a jég eltávozott – de előtte akár meg is olvadhatott.
Két nagyfelbontású felvétel a Gale kráter központi üledékes hegyének rétegeiről (NASA/HiRISE/University of Arizona)
A fenti jég megolvadás területei egybeesnek több nagyobb üledékes alakzattal is, amelyek talán az olvadással kapcsolatban születtek. A felhalmozódott jég könnyen megolvadhatott a Valles Marineris, a Meridiani Planum és a Gale-kráter környezetében is. Utóbbi egybevág azzal az elképzeléssel, hogy a Gale üledékei megolvadó hó és jégtömegekkel összefüggésben keletkeztek. A mikroszkopikus skálájú olvadás kémiai átalakulásokkal is járt.
Az ilyen jeges mállási modellt (ice weathering modell) először a Meridiani Planum szulfátos anyagának, valamint az északi sarkkör körüli gipsztartalmú anyagok keletkezésére vetették fel. Eszerint a jéggel együtt poranyag is lerakódik, amiből végül magas kéntartalmú üledék maradhat vissza, ha a jég elszublimál. A folyamat: a jég lerakódása, majd mikroszkopikus nedvesség segítségével a benne lévő porszemcsék mállása, végül a jég eltávozása után az üledék visszamaradása a pályaelem-változásokkal párhuzamosan ciklikusan történt meg, ami rétegeket alkotott.
Eltérő ásványokban gazdag üledékes rétegek a Gale-kráter központi részén
A Mars alacsony szélességű üledékes területein tehát ritkán és kis
mennyiségben jelent csak meg a folyékony víz, és a kedvező időszakokat
hosszabb száraz periódusok választották el. A modell alapján a Gale-kráterben ilyen ciklusokban sok jég és benne porszemcsék halmozódtak
fel, majd maradtak vissza rétegeket alkotva a jég elszublimálása után. A
jégbe ágyazódott porszemcsék körül, részben napsugárzás hatására
fellépő olvadástól mikroszkopikus skálájú folyékony vízréteg
keletkezett. Az itt zajló kémiai átalakulások révén filloszilikát
(pongyola fogalmazással agyagásványok) és szulfát ásványok jöttek létre,
emellett alkalmanként makroszkopikus skálájú folyékony víz is
megjelent. A jeges ciklusok során a kráter pereméről lepusztult por
főleg a mélyedés közepén halmozódott fel, majd a jég eltávozása után ott
is maradt – így növekedett a kráter belsejében mutatkozó
kiemelkedés.
A központi üledékes hegy anyagában ma is jelentős H2O mennyiség tárolódik, az ásványokban kötött formában. A színképi vizsgálatok alapján főleg magnézium-szulfátok és szmektitek (NaFe2((Si,Al)4O10)(OH)2 x nH2O) tartalmaznak itt vízmolekulákat. A két anyag a kísérletek alapján kölcsön is hat egymással, és a szmektitek lassítják a szulfátok esetleges vízvesztését.
Üledékes képződmények alacsony szélességen, az egyenlítő környékén (Kereszturi Ákos: Mars – Fehér Könyv a Vörös bolygóról című könyvéből)
A fenti modell jeges, vizet alig tartalmazó modell csak egy a lehetséges magyarázatok közül. Egyelőre a nagyobb térfogatú felszín alatti vagy felszínhez közeli vizeket tartalmazó teóriák is elfogadhatóak. Noha a jeges mállásos modell nem számol egyszerre sok víz megjelenésével, a Gale-kráter ásványai mégis jelentős H2O mennyiséget kötöttek meg, és őrzik az egykori állapotok nyomát.
