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.
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.
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.
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
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
