Mars był kiedyś obfity w wodę. Charakterystyczne ślady dawnych rzek, strumieni i jezior są nadal widoczne na całej planecie. Ale jakieś trzy miliardy lat temu wszystkie one wyschły i nikt nie wie dlaczego.
Uczeni przedstawiali różne pomysły, ale wciąż nie jesteśmy pewni, co spowodowało tak radykalną zmianę klimatu — powiedział geofizyk Edwin Kite z University of Chicago. Naprawdę chcielibyśmy to zrozumieć, zwłaszcza że Mars to jedyna planeta, o której z całą pewnością wiemy, że zmieniła się z nadającej się do zamieszkania na nie nadającą się do tego celu.
Wielu naukowców wcześniej zakładało, że przyczyną była utrata dwutlenku węgla z atmosfery, która pomagała w utrzymywaniu Marsa w cieple. Jednak nowe odkrycia, opublikowane 25 maja 2022 r. w czasopiśmie Science Advances, sugerują, że zmiana klimatu została spowodowana utratą innego ważnego składnika, który utrzymywał planetę w temperaturze wystarczającej do istnienia ciekłej wody.
Na ilustracji: Miliardy lat temu rzeka przepływała przez tę okolicę w dolinie Marsa zwanej Mawrth Vallis. Nowe badanie analizuje ślady marsjańskich rzek, aby zobaczyć, co mogą one ujawnić na temat historii wody i atmosfery planety. Źródło: NASA/JPL Caltech/Uniwersytet Arizona
W 1972 roku naukowcy byli zdumieni, widząc zdjęcia z misji NASA Mariner 9 okrążającej Marsa z orbity, które ujawniły krajobraz pełen koryt rzecznych – dowód na to, że planeta kiedyś miała dużo wody w stanie ciekłym, mimo że dziś jest sucha jak pieprz.
Ponieważ Mars nie ma płyt tektonicznych, które z czasem mogłyby przesuwać i zmieniać krajobraz, starożytne szlaki rzeczne wciąż leżą na powierzchni jak dowody porzucone w pośpiechu. Dzięki temu naukowcy mogli przeanalizować tysiące zdjęć Marsa wykonanych z orbity i zbadać, jak aktywność marsjańskich rzeki zmieniała się na przestrzeni miliardów lat. Następnie mogli połączyć to z symulacjami różnych warunków klimatycznych i zobaczyć, które pasują najlepiej.
Na ilustracji: Dolina Nirgal Vallis na Marsie w obserwacjach orbitera NASA Mariner 9. W 1971 roku Mariner 9 stał się pierwszym statkiem kosmicznym, który wszedł na orbitę wokół Marsa. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Gdy naukowcy porównali różne symulacje, zobaczyli coś zaskakującego. Zmiana ilości dwutlenku węgla w atmosferze nie zmieniła końcowego wyniku symulacji. Oznacza to, że siłą napędową zmian nie jest dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla jest silnym gazem cieplarnianym, więc był głównym kandydatem do wyjaśnienia wysychania Marsa – powiedział Kite, ekspert od klimatów innych światów. Ale te wyniki sugerują, że nie jest to takie proste.
Istnieje kilka alternatywnych opcji. Nowe dowody dobrze pasują do scenariusza w którym warstwa cienkich, lodowych chmur wysoko w atmosferze Marsa działa jak przezroczyste szkło szklarniowe, zatrzymując ciepło. Inna hipoteza dotyczy wpływu wodoru. Gdyby wodór został uwolniony z wnętrza planety, mógłby wchodzić w interakcje z dwutlenkiem węgla w atmosferze, pochłaniając światło podczerwone i ogrzewając planetę. Nie wiemy, czym jest ten czynnik, ale potrzebujemy go dużo, aby wyjaśnić otrzymane wyniki – powiedział Kite.
Na ilustracji: Łazik NASA Curiosity Mars sfotografował te dryfujące chmury 17 maja 2019 r., 2410. marsjańskiego dnia misji, używając swoich czarno-białych kamer nawigacyjnych (Navcams). Są to prawdopodobnie chmury lodu wodnego około 31 kilometrów nad powierzchnią. Są także chmurami „noctilucent”, co oznacza, że są tak wysokie, że nadal są oświetlone przez Słońce, nawet gdy na powierzchni Marsa jest noc. Naukowcy mogą obserwować, kiedy światło opuszcza chmury i na podstawie tych informacji określić ich wysokość. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Na Ziemi wiele sił połączyło się, aby warunki klimatyczne były niezwykle stabilne przez miliony lat. Ale inne planety mogą nie mieć tyle szczęścia. Jednym z wielu pytań, jakie naukowcy zadają sobie na temat innych planet, jest dokładnie to, jakie mamy szczęście — to znaczy, jak często występuje ta zbieżność we Wszechświecie. Mają nadzieję, że badanie tego, co stało się z innymi planetami, takimi jak Mars, może dostarczyć wskazówek na temat klimatu planet i tego, ile innych planet może nadawać się do zamieszkania.
Więcej informacji: publikacja Kite i in. “Changing spatial distribution of water flow charts major change in Mars’s greenhouse effect” 25 May 2022, Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abo5894
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Wizja artystyczna Marsa pokrytego wodą. Źródło: NASA/GSFC
