Marsa zaudētais ūdens var būt aprakts zem planētas garozas

Marsa ilustrācija, kas mudž no okeāniem un ezeriem. NASA

Pirms miljardiem gadu Marss bija silta mājvieta ezeriem un okeāniem. Tas ir, līdz šie milzīgie šķidrie ķermeņi uz tās virsmas pazuda apmēram pirms 3 miljardiem gadu. Zinātnieki gadiem ilgi ir pieņēmuši, ka šis ūdens pazuda kosmosā, kad planētas atmosfēra bija retināta.

Kā izrādās, ūdens, iespējams, nav gājis uz augšu, uz augšu un prom. Iespējams, ka tas patiesībā ir gājis pretējā virzienā — pazemē. Saskaņā ar jaunu modeli, ko izstrādājuši Caltech pētnieki un publicēts Zinātnē mūsdienās Marsa garozā joprojām var atrasties no 30% līdz 99% no Marsa senā globālā ūdens.

Šis darbs stāv uz gadu desmitiem ilga darba pleciem, saka Eva L. Šellere, Caltech planetārā ģeoloģe un jaunā pētījuma galvenā autore. Un arvien vairāk novērojumu pierādījumu ir mudinājuši mūs arvien vairāk domāt par ūdens zudumu uz Marsa jaunos veidos.

Pašreizējie aprēķini liecina, ka uz Marsa virsmas varēja būt no 100 līdz 1500 metriem globāls ekvivalents ūdens slānis (m GEL). (m GEL attiecas uz 1 metra ūdens slāni, kas nosegtu vienmērīgu planētas virsmu — Šelers saka, ka 1000 m GEL atbilst aptuveni pusei Atlantijas okeāna ūdens.) Pat šī aplēses apakšējā daļa joprojām ir pietiekami daudz. ūdens, ko potenciālā dzīvība būtu varējusi izmantot, lai izveidotu sev māju.

Tāpēc ir ļoti svarīgi uzzināt, kā tas pazuda. Ja mēs zinām, kas notika, mēs varētu labāk izprast, kuras vietas uz Marsa varēja saglabāt pierādījumus par jebkuru dzīvību, kas attīstījusies šajā laikā, un kā pašreizējās un turpmākās Marsa misijas varētu meklēt šos pierādījumus.

Lielākajā daļā ūdens zudumu modeļu, kuros tiek pieņemti atmosfēras zudumi, ideja ir bijusi tāda, ka UV starojums izraisa augstu gaisā esošā ūdens sadalīšanos ūdeņradī un skābeklī. Abi elementi, bet jo īpaši vieglākās ūdeņraža molekulas, izkļūst no atmosfēras un dodas kosmosā. Zinātnieki mēra šo ūdeņraža zudumu (izmantojot neitronu detektorus, piemēram, FREND instrumentu ESA un Krievijas Trace Gas Orbiter) kā aizstājēju, lai noteiktu ūdens zuduma ātrumu uz Marsa laika gaitā.

Tomēr šai teorijai ir divas problēmas. Pirmkārt, tas neizskaidro, kāpēc TGO vai citas misijas joprojām atklāj tik daudz ūdens Marsa garozā. Otrkārt, līdz šim izmērītais ūdeņraža zuduma ātrums ir pārāk mazs, lai ņemtu vērā, cik daudz ūdens, mūsuprāt, sākotnēji bija Marsam. Tas patiešām varētu izskaidrot tikai to, ko domā lielākā daļa ģeologu, saka Šellers.

Tajā pašā laikā mēs tagad labāk izprotam, cik daudz ūdens ir aprakts Marsa garozā. Liela daļa no tā ir lielā mērā pateicoties roveru misijām, piemēram, Curiosity, kas ir tieši pētījušas Marsa iežus, kā arī uz Zemes nolaidušos Marsa meteorītu laboratorijas analīzi. Un visi šie dati lēnām lika zinātniekiem nopietnāk uztvert domu, ka garozai bija nozīmīgāka loma ūdens zudumā uz Marsa.

Tagad Šellere un viņas kolēģi ir nākuši klajā ar jaunu modeli, kas izmanto pašreizējos datus, lai pārbaudītu, vai ūdens varētu būt nonācis pazemē.

Šis ūdens nebūtu iesūkts milzīgajos pazemes okeānos. Tā vietā ūdens molekulas iekļāvās minerālu struktūrās, piemēram, mālos tādu procesu kā laikapstākļu rezultātā. Tas pats notiek šeit uz Zemes.

Saskaņā ar modeli šis process varētu radīt no 30% līdz 99% no kopējā ūdens zuduma planētas pirmajos 1 līdz 2 miljardu gadu laikā. Atmosfēras zudumi varētu kompensēt pārējo.

Tas ir ārkārtīgi intriģējošs modelis, saka Džo Levijs, Kolgeitas universitātes ģeologs, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Hidratēti minerāli un vēnas veidojošie minerāli ir gandrīz visur, kur mēs skatāmies uz Marsa. Bēgošie ķīmiskie laikapstākļi ir patiešām provokatīva hipotēze, lai izskaidrotu, kas notika ar Marsa ūdeni.

Diapazons no 30% līdz 99%, protams, ir milzīgs. Tas ir tāpēc, ka mēs vienkārši nezinām pietiekami daudz par ūdens saturu garozā (vismazāk globālā mērogā) vai to, kā izskatījās senā Marsa atmosfēra un cik lielā mērā tā veicināja vai ierobežoja atmosfēras ūdens zudumu. Modelis arī mēģina ņemt vērā, kā ģeoloģiskā darbība senā pagātnē (piemēram, vulkānisms) varēja ietekmēt šos ūdens zuduma mehānismus.

Modelis sniedz mums jaunas norādes par Marsa apdzīvojamību. Rezultāti ne tikai atbild par to, kā Marss varēja zaudēt ūdeni, bet arī kad tas zaudēja ūdeni, saka Šellers. Autori ir pārliecināti, ka hidratētie minerāli garozā ir vairāk nekā 3 miljardus gadu veci, kas nozīmē, ka pirms tam Marss bija potenciāli apdzīvojamākais. Jebkurš senās dzīves liecību meklējums vislabāk būtu vērsts uz akmeņiem, kas ir saglabājušies no šī agrākā perioda.

Scheller ierosina, ka gan Curiosity, gan Perseverance roveri šajā laika diapazonā varētu meklēt paraugus. Jo īpaši neatlaidība, kuras misija galvenokārt ir veltīta Marsa dzīves liecību meklēšanai, pētīs kādreizējo ezera gultni, kas ir 3,8 miljardus gadu veca . Tieši tur, lai izpētītu, kādi varētu būt mehānismi, kas izraisīja ūdens sekvestrāciju šajos garozā esošajos minerālos, saka Šellers. Pat ja tas nevar paveikt darbu viens pats, tajā tiks uzņemti paraugi, kurus zinātnieki paši varētu pētīt laboratorijā .

Zeme un Marss sākās kā ļoti līdzīgas slapjās pasaules, taču beidzās ar krasi atšķirīgu ceļu. Ūdens zudums hidratētiem minerāliem garozā nav raksturīgs tikai Marsam; tas notiek uz Zemes visu laiku. Taču Zeme gūst labumu no tā, ka tās tektoniskās plāksnes aktīvi pārstrādā tās garozas ieži procesā, kas atbrīvotu šo ūdeni. Turklāt tas saglabāja biezu atmosfēru, kas uzturēja planētu ideālā temperatūrā dzīvības attīstībai un uzplaukumam. Marsam nav tektonisko plākšņu, un tā atmosfērā tika asiņota, kad tā magnētiskais lauks beidzās pirms 4 miljardiem gadu.

Galu galā tas ir jāpatur prātā attiecībā uz apdzīvojamību uz sauszemes planētām, saka Šellers. Tas ir ļoti trausls.

paslēpties