Vesi. Aina on kyse vedestä, kun on kyse planeetan potentiaalin mittaamisesta elämän tukemiseksi. Marsilla voi olla satunnaista nestemäistä vettä suolainen virtaa kraatteriseinät alas, mutta suurin osa näyttää olevan lukittuina napajäähän tai piilotettu syvälle maan alle. Aseta kuppi tavaroita aurinkoiseen marsilaiseen päivään tänään ja olosuhteista riippuen se voi nopeasti jäätyä tai yksinkertaisesti kuplata höyryksi planeetan erittäin ohut ilmakehässä.
Todisteita runsaasta nestemäisestä vedestä entisillä tulvilla tasangoilla ja uppoutuvilla joenpohjoilla löytyy melkein kaikkialta Marsista. NASAn Uteliaisuus rover on löytänyt mineraaliesiintymät, joita muodostuu vain nestemäisessä vedessä, ja kiviä, joita pyöreä muinainen virta purkautui kerran Gale-kraatterin lattian yli. Ja siinä on paradoksi. Vesi näyttää huuhdellut tyhjänä Punaisella planeetalla 3–4 miljardia vuotta sitten, joten mitä tänään tapahtuu?
Syyttää Marsin haisevaa ilmapiiriä. Paksempi, mehukas ilma ja siihen liittyvä ilmanpaineen nousu pitäisivät kupissa olevan veden vakaana. Paksempi ilmakehä sulkeisi myös kuumuudessa, mikä auttaa pitämään planeetan riittävän lämpimänä, jotta nestemäinen vesi altaan ja virtaa.
Erilaisia ideoita on ehdotettu selittämään ilman oletettua ohenemista, mukaan lukien planeetan magneettikentän menetys, joka toimii puolustuksena aurinkotuulta vastaan.
Sulan nikkeli-raudasydämen sisällä olevat konvektiovirrat todennäköisesti tuottivat Marsin alkuperäiset magneettiset suojausominaisuudet. Mutta joskus varhaisessa planeetan historian aikana virrat pysähtyivät joko siksi, että ydin jäähtyi tai asteroidi-iskut häiritsivät sitä. Ilman kuivuvaa ydintä magneettikenttä kuivui, jolloin aurinkotuuli voi poistaa ilmakehän, molekyylin molekyylin mukaan.
Auringon tuuli kuluttaa Marsin ilmapiirin
Mittaukset NASAn nykyisestä MAVEN-tehtävä osoittavat, että aurinkotuuli poistaa kaasua nopeudella noin 100 grammaa (vastaa noin 1/4 puntaa) sekunnissa. "Kuten muutamien kolikoiden varkaudet kassakoneesta päivittäin, menetyksestä tulee ajan myötä huomattava", MAVEN-tutkija Bruce Jakosky sanoi.
Tutkijat Harvard John A. Paulson -tekniikan korkeakoulu (SEAS) ehdottaa erilaista, vähemmän leikattua ja kuivattua skenaariota. Tutkimuksensa perusteella varhainen Mars saattaa lämmetä toistuvasti voimakkaan kasvihuoneilmiön vaikutuksesta. Julkaisussa, joka julkaistiin Geofysikaaliset tutkimuskirjeet, tutkijat havaitsivat, että metaanin, hiilidioksidin ja vedyn välinen vuorovaikutus varhaisessa Marsin ilmakehässä on saattanut luoda lämpimiä aikoja, jolloin planeetta pystyi tukemaan nestemäistä vettä sen pinnalla.
Ryhmä tarkasteli ensin hiilidioksidin vaikutuksia2, itsestään selvä valinta, koska se käsittää 95% Marsin nykypäivän ilmakehästä ja tartuttaa tunnetusti lämpöä. Mutta kun otat huomioon, että aurinko paistoi 30% heikommin 4 miljardia vuotta sitten nykypäivään verrattuna, CO2 yksin ei voinut leikata sitä.
”Voit tehdä ilmastolaskelmia, joihin lisäät hiilidioksidia2 ja rakentaa satoja kertoja nykypäivän ilmanpaineesta Marsiin, etkä koskaan pääse lämpötilaan, joka on jopa lähellä sulamispistettä ”, sanoi Robin Wordsworth, SEAS: n ympäristötieteiden ja tekniikan apulaisprofessori ja tutkielman ensimmäinen kirjoittaja.
Hiilidioksidi ei ole ainoa kaasu, joka kykenee estämään lämmön pääsyn avaruuteen. Metaani tai CH4 tekee myös työn. Miljardeja vuosia sitten, kun planeetta oli geologisesti aktiivisempi, tulivuoret olisivat voineet hyödyntää syviä metaanilähteitä ja vapauttaa kaasupurskeita Marsin ilmakehään. Samoin kuin Saturnuksen kuu-Titanilla tapahtuu, auringon ultraviolettivalo napsauttaisi molekyylin kahteen osaan vapauttaen vetykaasua prosessissa.
Kun Wordsworth ja hänen tiiminsä katsoivat mitä tapahtuu, kun metaani, vety ja hiilidioksidi törmäävät yhteen ja sitten vuorovaikutuksessa auringonvalon kanssa, he huomasivat, että yhdistelmä absorboi voimakkaasti lämpöä.
Carl Sagan, Amerikkalainen tähtitieteilijä ja tähtitieteen popularisoija, arvasi ensin, että vedyn lämpeneminen olisi voinut olla tärkeä varhaisessa Marsissa jo vuonna 1977, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat pystyneet laskemaan sen kasvihuoneilmiön tarkasti. Se on myös ensimmäinen kerta, kun metaanin on osoitettu olevan tehokas kasvihuonekaasu varhaisessa Marsissa.
Kun otat metaanin huomioon, Marsilla saattaa olla ollut lämmin jaksoja, jotka perustuvat maanjäristyksiin ja tulivuoreihin liittyvään geologiseen aktiivisuuteen. Niitä on ollut ainakin kolme tulivuorenkausi planeetan historian aikana - 3,5 miljardia vuotta sitten (josta todistavat kuun tammamaiset tasangot), 3 miljardia vuotta sitten (pienemmät kilpi vulkaanit) ja 1–2 miljardia vuotta sitten, kun jättiläiset kilpi vulkaanit kuten Olympus Monsolivat aktiivisia. Joten meillä on kolme potentiaalista metaanipurkausta, jotka voisivat nostaa ilmakehän uudelleen, jotta Mars olisi matalampi.
Pelkkä koko Olympus Mons käytännössä huutaa valtavia purkauksia yli pitkä Aikavälillä. Aikojen välisenä aikana vety, kevyt kaasu, olisi jatkanut pakentumista avaruuteen, kunnes se täydennetään seuraavalla geologisella mullistuksella.
"Tämä tutkimus osoittaa, että sekä metaanin että vedyn lämpenemisvaikutukset on aliarvioitu huomattavasti", Wordsworth sanoi. "Huomasimme, että metaani ja vety sekä niiden vuorovaikutus hiilidioksidin kanssa lämmittivät aikaisempaa Marsia paljon paremmin kuin aiemmin uskottiin."
Olen kutissani, että Carl Sagan käveli tätä tietä 40 vuotta sitten. Hän piti aina toivoa elämästä Marsilla. Useita kuukausia ennen kuolemaansa vuonna 1996 hän kirjasi tämän:
”… Ehkä olemme Marsilla sen upean tieteen takia, joka voidaan siellä tehdä - ihmemaailman portit avautuvat aikamme. Ehkä olemme Marsilla, koska meidän on oltava, koska evoluutioprosessissa on meihin syvä nomadinen impulssi, me tulemme loppujen lopuksi metsästäjien keräilijöiltä, ja olemme vaeltajia 99,9 prosentille maapallon omistamistamme. Ja seuraava paikka vaeltaa on Mars. Mutta mistä syystä olet Marsissa, olen iloinen, että olet siellä. Ja toivon, että olisin kanssasi. ”
