Dodano: 18 marzec 2021r.

Gdzie się podziała marsjańska woda? Naukowcy mają nową koncepcję

Miliardy lat temu Mars wyglądał zupełnie inaczej niż dzisiaj. Dowody, które wciąż można znaleźć na jego powierzchni wskazują, że były tam niegdyś rozległe morza, rzeki i jeziora. Pytanie zatem brzmi, gdzie podziała się ta cała woda? Naukowcy na tak zadane pytanie odpowiedzą, że uciekła w przestrzeń kosmiczną wraz z atmosferą. Jednak nowe badania sugerują, że większa część marsjańskich pokładów wody może nadal znajdować się na Czerwonej Planecie.

Gdzie się podziała marsjańska woda? Naukowcy mają nową koncepcję

 

Najnowsze analizy przeprowadzone przez naukowców z Jet Propulsion Laboratory (JPL) oraz California Institute of Technology (Caltech) podważają obecną teorię mówiącą o tym, że woda z Czerwonej Planety przez miliardy lat zdążyła uciec w przestrzeń kosmiczną. Według badań, które ukazały się na łamach pisma „Science”, znaczna część marsjańskiej wody - od 30 do 99 procent – nadal znajduje się na Czerwonej Planecie i jest uwięziona w minerałach w skorupie planety.

Woda na Marsie

Zespół naukowców odkrył, że około cztery miliardy lat temu na Czerwonej Planecie wody było pod dostatkiem. Uczeni sądzą, że marsjańskie jeziora i morza mogły mieć głębokość od 100 do nawet 1500 metrów. Jak oszacowali, wody na Marsie było tyle, co w połowie ziemskiego Oceanu Atlantyckiego. Ale już miliard lat później planeta była tak samo sucha jak dzisiaj.

Naukowcy próbujący wyjaśnić, co się stało z marsjańską wodą sugerowali, że większość odparowała i uciekła w kosmos. Po ostygnięciu jądra Mars stracił swoje pole magnetyczne, co otworzyło drogę cząsteczkom wiatru słonecznego, które przez miliardy lat zwyczajnie „zdmuchnęły” atmosferę, a wraz z nią wodę, w przestrzeń kosmiczną. Chociaż autorzy nowych badań potwierdzają, że część wody rzeczywiście opuściła Marsa w ten sposób, to wydaje się, że to nie wyjaśnia skali utraty wody.

- Ucieczka atmosferyczna nie wyjaśnia w pełni danych, jakie posiadamy na temat tego, ile wody faktycznie kiedyś istniało na Marsie - mówi dr Eva Scheller z Caltech, główna autorka publikacji. W badaniach pomagali jej Bethany Ehlmann z Keck Institute for Space Studies, Yuk Yung z JPL, Danica Adams z Caltech i Renyu Hu z JPL.

Co się stało z marsjańską wodą?

Zespół naukowców zbadał, ile Mars mógł mieć wody we wszystkich jej formach - para, ciecz i lód. Uczeni sprawdzili też skład chemiczny obecnej atmosfery i skorupy planety. Porównali symulacje procesu utraty wody z obserwacjami łazika Curiosity, analizami meteorytów z Marsa oraz danymi dostarczonymi przez orbitery. Zwrócili przy tym szczególną uwagę na stosunek deuteru do wodoru.

Woda składa się z wodoru i tlenu - H2O. Jednak nie wszystkie atomy wodoru są sobie równe. Ogromna większość atomów wodoru ma tylko jeden proton w jądrze atomowym, ale niewielka jego część (około 0,02 proc.) występuje w postaci deuteru, czyli tak zwanego „ciężkiego” wodoru, który ma proton i neutron w jądrze.

Wodór (prot), który jest lżejszy od deuteru, może łatwiej opuścić planetę, niż jego cięższy odpowiednik. Z tego powodu ucieczka wody z Marsa przez górne warstwy atmosfery pozostawiłaby charakterystyczny ślad w stosunku deuteru do wodoru: na Czerwonej Planecie pozostałaby duża część deuteru.

Jednak utrata wody wyłącznie przez atmosferę nie może wyjaśnić zarówno obserwowanego stosunku deuteru do wodoru, jak i dużych ilości wody, które Mars posiadał w przeszłości. Uczeni sugerują, że połączenie dwóch mechanizmów - uwięzienia wody w minerałach w skorupie planety i utraty wody w przestrzeń kosmiczną - może wyjaśnić obecną proporcję wodoru do deuteru

Woda uwięziona w skałach

Kiedy woda wchodzi w interakcję ze skałą, chemiczne procesy tworzą glinę i inne uwodnione minerały, które zawierają wodę jako część ich struktury. Ten proces zachodzi zarówno na Ziemi, jak i na Marsie. Ponieważ Ziemia jest aktywna tektonicznie, stara skorupa nieustannie wtapia się w płaszcz i tworzy nową skorupę, zwracając wodę i inne cząsteczki z powrotem do atmosfery poprzez procesy wulkaniczne. Jednak Mars nie jest aktywny tektonicznie, zatem to, co „zassała” skorupa, powinno w niej pozostać.

- Ucieczka przez atmosferę wyraźnie odegrała rolę w utracie wody, ale odkrycia z marsjańskich misji z ostatniej dekady wskazują na fakt, że istniał ogromny rezerwuar starożytnych uwodnionych minerałów, których tworzenie z pewnością zmniejszyło dostępność wody - mówi Ehlmann.

- Cała ta woda została odseparowana dość wcześnie i nigdy nie została wycofana z obiegu – zaznacza Scheller. - Badania, które opierały się na danych z meteorytów, teleskopów, obserwacji satelitarnych i próbek analizowanych przez łaziki na Marsie, pokazują, jak ważne jest posiadanie wielu sposobów badania Czerwonej Planety - dodaje.

 

Źródło: California Institute of Technology, fot. NASA’s Goddard Space Flight Center