Najnowsze wyniki badań prowadzonych przez polsko-amerykańską grupę naukowców wskazują, że na powierzchni północnej czapy polarnej Marsa może w niektórych miejscach występować woda w stanie płynnym. Wyniki opublikowano w czasopiśmie naukowym "Icarus".
Troje naukowców z Polski i Stanów Zjednoczonych przeprowadziło modelowanie numeryczne przepływu ciepła, które pokazało, iż w okresie najcieplejszych dni pory letniej na Marsie promieniowanie docierające od Słońca może być wystarczające do tego, aby stopić lód wodny znajdujący się poniżej warstwy ciemnego pyłu. Procesy topnienia mogą zachodzić w obszarze północnej czapy polarnej Marsa na najbardziej stromych zboczach skierowanych na południe.
Skład zespołu badawczego: dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN we Wrocławiu, prof. Leszek Czechowski z Uniwersytetu Warszawskiego oraz prof. Michael A. Velbel z Michigan State University w East Lansing. Za modelowanie numeryczne odpowiedzialny był prof. Czechowski, natomiast dr Łosiak zajmowała się wyborem parametrów oraz analizą uzyskanych wyników, w czym wspierał ją prof. Velbel.
"Nasze badania pokazują, że na powierzchni północnej czapy lodowej Marsa może czasem istnieć woda w stanie płynnym. To odkrycie może wyjaśnić powstawanie ogromnych bogatych w gips wydm znalezionych w 2006 dookoła północnego bieguna Czerwonej Planety. A co ważniejsze, nasze badania pokazują, że północny biegun Czerwonej Planety jest prawdopodobnie jednym z najbardziej przyjaznych dla życia miejsc poza Ziemią" tłumaczy dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN we Wrocławiu.
Badania Marsa wskazują, że na planecie dość powszechnie występuje gips. Do jego uformowania niezbędna jest woda. Jak się uważa, większość zasobów gipsu na Czerwonej Planecie pochodzi z czasów dawniejszych niż 3,5 miliarda lat temu. Ale zasoby gipsu występujące na północnej czapie polarnej wydają się młodsze. Być może zatem woda na Marsie występowała w formie płynnej również w czasach gdy był on zimny i suchy, a nie tylko w bardzo dawnych epokach, co do których przypuszcza się, że klimat był wilgotniejszy niż obecnie. Do tej pory brakuje jednak obliczeń numerycznych sprawdzających czy gips może powstawać w aktualnie panującym na Marsie klimacie.
Analizy przeprowadzone przez Polaków i Amerykanina sugeruję, że takie procesy mogą zachodzić na planecie w obszarze północnej czapy polarnej. Warunki ciśnienia atmosferycznego w okresie lata (mniej więcej 650-760 Pa) są powyżej punktu potrójnego wody, czyli warunków otoczenia, w których woda może występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym. Zatem gdy na pewnym obszarze stopi się lód, to woda może w stanie płynnym potencjalnie przetrwać odpowiednio długo, aby następowało rozpuszczanie się ziaren pyłu.
Według obliczeń maksymalna objętość wody powstałej z topnienia lodu pod pojedynczą warstwą ziaren pyłu o grubości 200 mikrometrów jest bardzo niewielka, jeśli oblicza się na dane ziarno pyłu - jest to wtedy od ∼0,04 mm3 do ∼0,8 mm3 na ziarno pyłu. Gdy jednak pod uwagę weźmie się dużą powierzchnię, ilość wody może być już znacząca. Trudno jednak oszacować konkretną jej objętość.
Naukowcy zaproponowali, że gips powstaje w następujący sposób. Na czapie polarnej na skutek oddziaływania wiatru na rzeźbę terenu następuje osadzanie ziaren pyłu, co jest szczególnie intensywne w okresie burz piaskowych. W ten sposób mogły powstać warstwy pyłu widoczne na zdjęciach wykonywanych z orbity marsjańskiej. Następnie na najbardziej stromych zboczach o nachyleniu ponad 55 stopni warstwa pyłu jest ogrzewana promieniowaniem słonecznym, powodując topnienie lodu pod spodem. Ciśnienie atmosferyczne na Marsie jest dużo mniejsze niż na Ziemi, zatem na pewno część wody wyparowuje, ale część pozostaje odpowiednio długo, aby oddziaływać z ziarnami pyłu tworząc różnorodne minerały, a w szczególności gips.
„Podobne procesy naukowcy odnotowali w przypadku meteorytów znajdowanych na Antarktydzie, gdzie nawet niewielkie ilości ciekłej wody dostępne raz lub dwa razy w roku były wystarczające do wytworzenia minerałów w ciągu kilku miesięcy” powiedziała dr Łosiak.
Troje naukowców z Polski i Stanów Zjednoczonych przeprowadziło modelowanie numeryczne przepływu ciepła, które pokazało, iż w okresie najcieplejszych dni pory letniej na Marsie promieniowanie docierające od Słońca może być wystarczające do tego, aby stopić lód wodny znajdujący się poniżej warstwy ciemnego pyłu. Procesy topnienia mogą zachodzić w obszarze północnej czapy polarnej Marsa na najbardziej stromych zboczach skierowanych na południe.
Skład zespołu badawczego: dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN we Wrocławiu, prof. Leszek Czechowski z Uniwersytetu Warszawskiego oraz prof. Michael A. Velbel z Michigan State University w East Lansing. Za modelowanie numeryczne odpowiedzialny był prof. Czechowski, natomiast dr Łosiak zajmowała się wyborem parametrów oraz analizą uzyskanych wyników, w czym wspierał ją prof. Velbel.
"Nasze badania pokazują, że na powierzchni północnej czapy lodowej Marsa może czasem istnieć woda w stanie płynnym. To odkrycie może wyjaśnić powstawanie ogromnych bogatych w gips wydm znalezionych w 2006 dookoła północnego bieguna Czerwonej Planety. A co ważniejsze, nasze badania pokazują, że północny biegun Czerwonej Planety jest prawdopodobnie jednym z najbardziej przyjaznych dla życia miejsc poza Ziemią" tłumaczy dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN we Wrocławiu.
Badania Marsa wskazują, że na planecie dość powszechnie występuje gips. Do jego uformowania niezbędna jest woda. Jak się uważa, większość zasobów gipsu na Czerwonej Planecie pochodzi z czasów dawniejszych niż 3,5 miliarda lat temu. Ale zasoby gipsu występujące na północnej czapie polarnej wydają się młodsze. Być może zatem woda na Marsie występowała w formie płynnej również w czasach gdy był on zimny i suchy, a nie tylko w bardzo dawnych epokach, co do których przypuszcza się, że klimat był wilgotniejszy niż obecnie. Do tej pory brakuje jednak obliczeń numerycznych sprawdzających czy gips może powstawać w aktualnie panującym na Marsie klimacie.
Analizy przeprowadzone przez Polaków i Amerykanina sugeruję, że takie procesy mogą zachodzić na planecie w obszarze północnej czapy polarnej. Warunki ciśnienia atmosferycznego w okresie lata (mniej więcej 650-760 Pa) są powyżej punktu potrójnego wody, czyli warunków otoczenia, w których woda może występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym. Zatem gdy na pewnym obszarze stopi się lód, to woda może w stanie płynnym potencjalnie przetrwać odpowiednio długo, aby następowało rozpuszczanie się ziaren pyłu.
Według obliczeń maksymalna objętość wody powstałej z topnienia lodu pod pojedynczą warstwą ziaren pyłu o grubości 200 mikrometrów jest bardzo niewielka, jeśli oblicza się na dane ziarno pyłu - jest to wtedy od ∼0,04 mm3 do ∼0,8 mm3 na ziarno pyłu. Gdy jednak pod uwagę weźmie się dużą powierzchnię, ilość wody może być już znacząca. Trudno jednak oszacować konkretną jej objętość.
Naukowcy zaproponowali, że gips powstaje w następujący sposób. Na czapie polarnej na skutek oddziaływania wiatru na rzeźbę terenu następuje osadzanie ziaren pyłu, co jest szczególnie intensywne w okresie burz piaskowych. W ten sposób mogły powstać warstwy pyłu widoczne na zdjęciach wykonywanych z orbity marsjańskiej. Następnie na najbardziej stromych zboczach o nachyleniu ponad 55 stopni warstwa pyłu jest ogrzewana promieniowaniem słonecznym, powodując topnienie lodu pod spodem. Ciśnienie atmosferyczne na Marsie jest dużo mniejsze niż na Ziemi, zatem na pewno część wody wyparowuje, ale część pozostaje odpowiednio długo, aby oddziaływać z ziarnami pyłu tworząc różnorodne minerały, a w szczególności gips.
„Podobne procesy naukowcy odnotowali w przypadku meteorytów znajdowanych na Antarktydzie, gdzie nawet niewielkie ilości ciekłej wody dostępne raz lub dwa razy w roku były wystarczające do wytworzenia minerałów w ciągu kilku miesięcy” powiedziała dr Łosiak.
Więcej informacji:
- Artykuł naukowy: Ephemeral liquid water at the surface of the martian North Polar Residual Cap: Results of numerical modelling
Na ilustracji:
Schemat ilustrujący powstawanie gipsu na stromych zboczach północnej czapy polarnej Marsa. Rys.: Anna Łosiak / Łukasz Dydak / Laboratorium Geologii Planetarnej / Instytut Nauk Geologicznych PAN.
