Miljardeja vuosia sitten Marsin pinnalla oli nestemäistä vettä järvien, purojen ja jopa valtameren muodossa, joka peitti suuren osan sen pohjoisesta pallonpuoliskosta. Todisteet tästä lämpimämmästä, märämmästä menneisyydestä on kirjoitettu monissa paikoissa maiseman ympärille tuulenpuhdistimien, deltojen ja mineraalirikasten saviaineiden muodossa. Tutkijat ovat kuitenkin yli puolen vuosisadan ajan keskustelleet siitä, onko Marsilla nestemäistä vettä.
Planetaaritieteiden instituutin vanhemman tutkijan Norbert Schorghoferin uuden tutkimuksen mukaan rakeista vettä voi muodostua ajoittain Marsin pinnalle. Vaikka kausiviljelyaineiden mahdollinen läsnäolo Marsin pinnalla on hyvin lyhytaikaista (vain muutama päivä vuodessa), se kertoisi meille paljon Punaisen planeetan kausijaksoista ja auttaisi ratkaisemaan yhden sen kestävimmistä mysteereistä.
Schorghoferin tutkimus, jonka otsikko on “Mars: kvantisitatiivinen arvio krookin sulamisesta kivet takana”, ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal. Schorghofer tarkasteli kysymystä siitä, voivatko vuodenaikojen mukaiset vesijäämät sulautua tuottaen siten nestemäistä vettä, ja tarkastelivat kvantitatiivisia malleja sekä päivitettyjä tietoja lämmön konvektiosta ja kolmiulotteista pintaenergian tasapainomallia.
Vaikka suuri osa vedestä, joka kerran oli olemassa Marsilla, on säilynyt polaaristen jäälakiensa muodossa, nestemäisen veden läsnäolo on erittäin vaikea määrittää. Maapallolla tapahtuu maapallon kaltaisia vuodenaikojen jaksoja, joiden perusteella voitaisiin päätellä, että tämä jää sulaa ajoittain. Matalapaineinen ympäristö ja nopeat lämpötilanmuutokset Marsissa aiheuttavat kuitenkin tämän jään sublimoitumisen kauan ennen kuin se saavuttaa sulamispisteensä.
Marsissa ilmakehän paine vaihtelee välillä 0,4 - 0,87 kilopaskalia (kPa), mikä vastaa vähemmän kuin 1% maan pinnasta merenpinnan tasolla. Tämä asettaa sen lähellä H: n kolmipistepainetta2O - vähimmäispaine, joka tarvitaan nestemäisen veden olemassaoloon. Sillä välin pinta kuumenee erittäin nopeasti altistettuna auringonpaisteelle, mikä johtaa massiivisiin lämpötilan muutoksiin koko päivän ajan.
Kuten Schorghofer selitti äskettäisessä PSI: n lehdistötiedotteessa:
”Marsilla on runsaasti kylmiä jäärikkaita alueita ja paljon lämpimiä jäättömiä alueita, mutta jäiset alueet, joissa lämpötila nousee sulamispisteen yläpuolelle, ovat makea paikka, jota on lähes mahdotonta löytää. Tuo suloinen paikka on, missä nestemäinen vesi muodostuu. "
Schorghofer näkee näiden ”makeiden pisteiden” sijaitsevan keskipituusasteilla ulkonevan topografian ympärillä (esim. Lohkarat ja korkeat kivimuodostelmat). Talvikaudella nämä alueet heittävät varjoja jatkuvasti, mikä luo erittäin kylmän lämpötilan ympäristöjä, joihin veden pakkaset voivat kertyä.
Kun kevät tulee, nämä samat täplät altistuvat suoralle auringonvalolle. Tämä aiheuttaisi vesirosteiden kuumenemisen lähelle veden sulamispistettä yhden tai kahden marssipäivän jälkeen (alias soolit). Schorghoferin yksityiskohtaisten mallilaskelmien mukaan lämpötila muuttuisi nopeasti, nousteen aamulla -128 ° C: sta (-200 ° F) keskipäivään mennessä -10 ° C: seen (14 ° F).
Aina kun nämä vesijäämäkerrostumat muodostuvat suolarikkaalle maaperälle, niiden sulamispiste lasketaan pisteeseen, jossa se sulaisi -10 ° C: seen. Tämä tarkoittaa, että kaikki pakkaset eivät sublimoitu ja muutu kaasumaisiksi. Osa siitä muuttuu suolavesiä, jotka kestävät, kunnes kaikki jää on joko sulanut tai muuttunut höyryksi. Tämä kausikuvio toistuu jälleen seuraavana vuonna.
Aivan kuten eteläisen napa-alueen alueella tapahtuu, hiilidioksidin jäätymiä voi myös muodostua talvella varjostuneille alueille ulkonevan topografian takana. Vesipakkasten sulaminen tapahtuisi siis vasta sen jälkeen, kun kuiva jää on höyrystynyt - kohtaan, johon tutkijat viittaavat ”krookuspäivämäärään”. Yksi tai kaksi soolia tämän päivämäärän jälkeen on nestemäinen vesijää sulautuen muodostaen vettä, joka tunnetaan nimellä “krookuksen sulaminen”.
Nämä havainnot perustuvat NASA: n aikaisempiin kokeisiin, jotka osoittivat, kuinka kloraatirikkaat ympäristöt Marsilla olisivat todennäköisimmin paikka löytää vettä. Samankaltaista tutkimusta ovat suorittaneet lukuisat tiederyhmät, jotka ovat kysyneet, ovatko Marsin päiväntasaajan alueiden - toistuvien rinnakkaislinjojen (RSL) tai ”kaltevuusraitojen” - kausivaihtelut suolaveden muodostumisen seurausta.
Toistaiseksi on ristiriitaisia todisteita siitä, mikä aiheuttaa nämä piirteet ja johtuvatko ne hiekka lumivyöryistä (”kuivista” mekanismeista) tai pohjavesilähteiden nestemäisestä vedestä, sulavasta pintajäästä tai suolaveden muodostumisesta (“märkä” mekanismi) . Kuten Schorghofer selitti, hänen tutkimuksensa ja mallinnuksensa ovat lisäosoitus siitä, että ”märkä” ajattelukoulu on oikea.
”Vastaaminen kysymykseen, tapahtuuko kausiluonteisen vesijään sukellusta krokolla todella vaatii Marsiin yksityiskohtaisia kvantitatiivisia laskelmia - numeroilla on todella merkitys. Tarvittavien kvantitatiivisten mallien kehittäminen kesti vuosikymmeniä. ”
Tänä kesänä NASA Mars 2020 Rover lähtee Cape Canaveralista aloittamaan kuuden kuukauden matkansa Marsiin. Siellä liittyessään se liittyy Uteliaisuus ja joukko muita virkamatkoja, jotka etsivät parhaillaan todisteita Marsin vetisestä menneisyydestä. Jos onnea, löytyy myös suoria todisteita nestemäisen veden olemassaolosta siellä tänään! Vuosikymmeniä kestäneen keskustelun ohella se olisi hyvä uutinen kaikille, jotka haluavat mennä sinne tulevaisuudessa!
