Viime vuosina Marsia tutkineiden lukuisten tehtävien ansiosta tutkijat tietävät, että suunnilleen 4 miljardia vuotta sitten planeetta oli paljon erilainen paikka. Tiheämmän ilmapiirin lisäksi Mars oli myös lämpimämpi ja kosteampi paikka, nestemäisen veden peittäessä suuren osan planeetan pinnasta. Valitettavasti kun Mars menetti ilmakehänsä satojen miljoonien vuosien aikana, nämä valtameret hävisivät vähitellen.
Missä ja milloin nämä valtameret muodostuivat, on käyty paljon tutkimusta ja keskustelua. UC Berkeleyn tutkijaryhmän uuden tutkimuksen mukaan näiden valtamerten olemassaolo oli yhteydessä Tharisin vulkaanisen järjestelmän nousuun. He edelleen teorioivat, että nämä valtameret muodostuivat useita satoja miljoonia vuosia odotettua aikaisemmin ja eivät olleet niin syviä kuin aiemmin ajateltiin.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Valtamerten ajoitus Marsilla rannikon muodonmuutoksista”, ilmestyi äskettäin tieteellisessä lehdessä Nature. Tutkimuksen toteuttivat Robert I. Citron, Michael Manga ja Douglas J. Hemingway - tutkijatohtori, professori ja jatkotutkija Maan ja planeettatieteiden laitokselta sekä UC Berkeleyn (vastaavasti) integroivan planeettatieteen keskuksesta.
Kuten Michael Manga selitti äskettäisessä Berkeley News -lehdistötiedotteessa:
”Oletuksena oli, että Tharsis muodostui nopeasti ja varhain eikä vähitellen ja että valtameret tulivat myöhemmin. Me sanomme, että valtameret edeltävät ja seuraavat laavavirtauksia, jotka tekivät Tharsiksesta. "
Keskustelu Marsin aikaisempien valtamerten koosta ja laajuudesta johtuu jo havaituista epäjohdonmukaisuuksista. Pohjimmiltaan, kun Mars menetti ilmakehän, sen pintavedet olisivat jäätyneet maanalaiseksi ikiroutaksi tai karkaamaan avaruuteen. Ne tutkijat, jotka eivät usko, että Marsilla oli kerran valtameriä, viittaavat siihen, että arviot siitä, kuinka paljon vettä olisi voinut piiloutua tai menettää, eivät ole yhdenmukaisia arvioiden kanssa valtamerten kokoista.
Lisäksi jää, joka on nyt keskittynyt napakorkkeihin, ei riitä meren luomiseen. Tämä tarkoittaa, että Marsissa oli joko vähemmän vettä kuin aiemmat arviot osoittavat, tai että jokin muu prosessi oli vastuussa veden menetyksestä. Tämän ratkaisemiseksi Citron ja hänen kollegansa loivat uuden Marsin mallin, jossa valtameret muodostuivat ennen tai samanaikaisesti Marsin suurimman tulivuoreominaisuuden kanssa - Tharsis Montes, noin 3,7 miljardia vuotta sitten.
Koska Tharsis oli tuolloin pienempi, se ei aiheuttanut samanlaista kuoren muodonmuutosta kuin myöhemmin. Tämä olisi pitänyt paikkansa erityisesti tasangot, jotka kattavat suurimman osan pohjoisesta pallonpuoliskosta ja joiden uskotaan olleen muinainen merenpohja. Koska tämä alue ei ollut saman geologisen muutoksen kohteena, joka olisi tapahtunut myöhemmin, se olisi ollut matalampi ja pitänyt noin puolet vedestä.
"Oletuksena oli, että Tharsis muodostui nopeasti ja varhain eikä vähitellen ja että valtameret tulivat myöhemmin", Manga sanoi. "Sanomme, että valtameret edeltävät ja seuraavat laavavirtauksia, jotka tekivät Tharsiksesta."
Lisäksi joukkue teorioi myös, että Tharsiksen luonut vulkaaninen toiminta on saattanut olla vastuussa Marsin varhaisten valtamerten muodostumisesta. Pohjimmiltaan tulivuoret olisivat ajaneet kaasuja ja vulkaanista tuhkaa ilmakehään, mikä olisi johtanut kasvihuoneilmiöön. Tämä olisi lämmittänyt pinnan siihen pisteeseen, että nestemäinen vesi voisi muodostua, ja myös luonut maanalaisia kanavia, joiden avulla vesi pääsi pohjoiseen tasangolle.
Heidän mallissaan torjutaan myös muita aiempia Marsia koskevia oletuksia, joiden mukaan sen ehdotetut rantaviivat ovat hyvin epäsäännölliset. Pohjimmiltaan sen, mitä muinaisella Marsilla pidetään ”vesifrontin” ominaisuutena, korkeus vaihtelee jopa kilometrillä; kun taas maan päällä rantaviivat ovat tasaiset. Tämä selittyy myös Tharsisin vulkaanisen alueen kasvulla, noin 3,7 miljardia vuotta sitten.
Marsin nykyisiä geologisia tietoja käyttämällä ryhmä pystyi jäljittämään, kuinka tänään havaitut epäsäännöllisyydet olisivat voineet muodostua ajan myötä. Tämä olisi alkanut, kun Marsin ensimmäinen valtameri (Arabia) alkoi muodostua 4 miljardia vuotta sitten, ja olikin suunnilleen todistamassa Tharsis Montes -kasvun ensimmäisiä 20%. Tulivuorien kasvaessa maa masentui ja rantaviiva muuttui ajan myötä.
Samoin seuraavan valtameren (Deuteronilus) epäsäännölliset rantaviivat voidaan selittää tällä mallilla osoittamalla, että se muodostui Tharsiksen viimeisen 17 prosentin kasvun aikana - noin 3,6 miljardia vuotta sitten. Isidis-piirre, joka näyttää olevan antiikin järvenpohja, joka on hiukan poistettu Utopian rantaviivasta, voitaisiin selittää myös tällä tavalla. Maaperän muodonmuutoksen seurauksena Isidis lakkasi olemasta osaa pohjoisessa valtameressä ja siitä tuli kytketty järvipenkki.
"Nämä rantaviivat olisi voinut ottaa käyttöön suurella nestemäisellä vesistöllä, joka oli olemassa ennen Tharsiksen asentamista ja sen aikana, sen jälkeen," - sanoi Citron. Tämä on varmasti sopusoinnussa sen havaittavan vaikutuksen kanssa, joka Tharsis Monsilla on ollut Marsin topografiaan. Sen suurin osa ei vain aiheuta pullistumaa planeetan vastakkaiselle puolelle (Elysium-vulkaanikompleksi), vaan myös massiivisen kanjonijärjestelmän (Valles Marineris) väliin.
Tämä uusi teoria ei selitä vain sitä, miksi aiemmat arviot pohjoisen tasangon vesimääristä olivat epätarkkoja, vaan se voi myös ottaa huomioon laaksoverkot (virtaaman veden leikatut), jotka ilmestyivät samana aikana. Ja tulevina vuosina tätä teoriaa voidaan testata NASA: n ja muiden avaruusjärjestöjen Marsille lähettämien robotti-operaatioiden avulla.
Harkitse NASA: n sisätilojen etsintää käyttämällä seismisiä tutkimuksia, geodesiaa ja lämpökuljetuksia (InSight), joka on tarkoitus aloittaa toukokuussa 2018. Saavuttuaan Marsiin, tämä maadoituslaite käyttää edistyneiden välineiden sarjaa - joka sisältää seismometrin, lämpötila-anturin ja radiotiede - mitata Marsin sisätilat ja oppia lisää sen geologisesta toiminnasta ja historiasta.
NASA ennakoi muun muassa, että InSight saattaa havaita Marsin muinaisen valtameren jäännökset sisätiloissa ja mahdollisesti jopa nestemäisen veden. Rinnalla Mars 2020 rover, ExoMars 2020, ja mahdollisten miehitysmatkojen kanssa, näiden pyrkimysten odotetaan antavan täydellisemmän kuvan Marsin menneisyydestä, johon sisältyy myös se, milloin suuria geologisia tapahtumia tapahtui ja miten tämä olisi voinut vaikuttaa planeetan valtamereen ja rantaviivoihin.
Mitä enemmän opimme siitä, mitä Marsilla tapahtui viimeisen 4 miljardin vuoden aikana, sitä enemmän opimme niistä voimista, jotka muovasivat aurinkokuntamme. Nämä tutkimukset auttavat myös tutkijoita määrittämään, kuinka ja missä elämää kantavat olosuhteet voivat muodostua. Tämä (toivomme) auttaa meitä paikantamaan elämän joskus toisessa tähtijärjestelmässä!
Ryhmän havainnoista tehtiin myös asiakirja, joka esiteltiin tällä viikolla 49. Lunar and Planetary Science -konferenssissa The Woodlands, Texas.
Lisää uutisia: Berkeley News, Luonto
