Flytende vann kan fremdeles strømme på Mars, men det betyr ikke at det er lett å få øye på. Jakten på vann på den røde planeten har tatt mer enn 15 år å vise definitive tegn på at væske strømmer på overflaten i dag. Tidligere kan imidlertid elver og hav ha dekket landet. Hvor gikk alt av flytende vann? Hvorfor? Hvor mye av det gjenstår fortsatt?
Observasjoner av den røde planeten indikerer at elver og hav kan ha vært fremtredende trekk i sin tidlige historie. For milliarder av år siden var Mars en varm og våt verden som kunne ha støttet det mikrobielle livet i noen regioner. Men planeten er mindre enn jorden, med mindre tyngdekraft og en tynnere atmosfære. Etter hvert som flytende vann fordampet, slapp mer og mer av det ut i rommet, slik at mindre falt tilbake til overflaten på planeten.
Hvor er vannet i dag?
Væske vann ser ut til å strømme fra noen bratte, relativt varme bakker på Mars-overflaten. Funksjoner som kalles tilbakevendende skråningslinjer (RSL) ble først identifisert i 2011 på bilder tatt av High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) kamera ombord på Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). De mørke stripene, som ser ut sesongmessig, ble bekreftet som tegn på saltvann som renner på overflaten av planeten.
«Hvis dette er riktig, kan RSL på Mars representere overflateuttrykket til et langt mer betydelig pågående dreneringssystem i bratte skråninger i midten av breddegrader, «sa et forskergruppemedlem til Space.com i 2012.
I 2015 førte spektralanalyse av RSL forskere til å konkludere med at de er forårsaket av salt flytende vann. .
«Påvisning av hydratiserte salter i disse bakkene betyr at vann spiller en viktig rolle i dannelsen av disse stripene,» studiens hovedforfatter, Lujendra Ojha, av Georgia Institute of Technology i Atlanta, sa i en uttalelse. Store vannforekomster ser ut til å være fanget i ishettene på nord- og sørpolen på planeten. Hver sommer når temperaturen øker, krymper hettene litt når innholdet hopper rett fra fast til gassform, men om vinteren får kjøligere temperaturer dem til å vokse til breddegrader så lave som 45 grader, eller halvveis til ekvator. Hettene er i gjennomsnitt 3 kilometer tykke og, hvis de er helt smeltet, kunne dekke Mars-overflaten med rundt 5 meter vann.
Frossent vann ligger også under overflaten. Forskere oppdaget en isplate så stor som California og Texas kombinert i regionen mellom ekvator og Nordpolen til den røde planeten. Tilstedeværelsen av vann under vann har lenge vært no mistenkt, men krevde utseende av merkelige lagdelte kratere for å bekrefte. Andre regioner på planeten kan også inneholde frossent vann. Noen områder med høy breddegrad ser ut til å skryte av mønstrede bakkeformer som kan ha dannet seg som permafrost i jorden fryser og tiner over tid.
Det europeiske romfartsfartøyets Mars Express-romfartøy fanget bilder av isark i de kjøligere, skyggelagte bunnene av kratere, noe som antyder at flytende vann kan samle seg under passende forhold. Andre kratere identifisert av NASAs Mars Reconnaissance Orbiter viser lignende pooling.
Bevis for vann på Mars kom først til syne i 2000, med utseendet til kløfter som antydet en flytende opprinnelse. Deres dannelse har blitt diskutert hett de påfølgende årene.
Men ikke alle tror at Mars inneholder vann i dag. Ny forskning avslører at RSL faktisk kan ha blitt dannet av kornstrømmer dannet av bevegelse av sand og støv.
«Vi har tenkt på RSL som mulig flytende vann, men bakkene er mer som det vi forventer for tørr sand, «sa hovedforfatter Colin Dundas i en uttalelse.» Denne nye forståelsen av RLS støtter andre bevis som viser at Mars i dag er veldig tørr. «
Den ideen kan ha blitt vasket bort av den nylige oppdagelse av en mulig underjordisk innsjø nær Marspolen.
En underjordisk innsjø?
Forskere gjorde et stort sprut da de kunngjorde at Mars kanskje skjulte en innsjø under den sørlige polen. Det europeiske Mars Express-romfartøyet brukte sin Mars Advanced Radar for underjordisk og ionosfærisk lyding (MARSIS) for å oppdage det foreslåtte vannet. tidsbestemt hvor lang tid det tok før de reflekterte. Egenskapene til undergrunnslagene påvirker hvor lang tid det tar for t han stråler for å komme tilbake.
MARSIS ”undersøkelse avslørte at Mars-sørpolen er sammensatt av flere lag med is og støv til en dybde på omtrent 1,5 kilometer spredt over en 124 kilometer bred (200 km) region.
«Denne underjordiske anomalien på Mars har radaregenskaper som samsvarer med vann eller vannrike sedimenter,» sa Roberto Orosei, hovedetterforsker av MARSIS-eksperimentet og hovedforfatter av den nye forskningen.
MARSIS avslørte også tilstedeværelsen av en underjordisk innsjø blant lommene. I følge radarekkoene er innsjøen ikke mer enn 20 km over, begravet nesten en kilometer under overflaten. Forskerne er ikke sikre på dybden i innsjøen, men de har bekreftet at den er minst 1 meter dyp. Ifølge forskerne må sjøen ha salt for å forhindre frysing.
«Dette er bare ett lite studieområde; det er et spennende potensial å tro at det kan være flere av disse underjordiske lommene med vann andre steder, ennå ikke blitt oppdaget, «sa Orosei.
Ikke alle forskere er like sikre på tilstedeværelsen av flytende vann.
» Jeg synes det er et veldig, veldig overbevisende argument, men det «er ikke et avgjørende eller definitivt argument,» sa Steve Clifford, en Mars-forsker ved Planetary Science Institute i Arizona, til Space.com. «Det er alltid muligheten for at forholdene vi ikke har forutsett eksisterer ved bunnen av hetten og er ansvarlige for denne lyse refleksjonen.»
For mer enn tre tiår siden foreslo Clifford at Mars kunne havne. flytende vann under polarhettene på samme måte som jorden gjør. På jorden skapes innsjøer under Antarktis og Grønlands isark når varme fra planetene smelter isbreene i flekker. Clifford fortalte Space.com at et lignende scenario kan skje under de polske iskappene på Mars.
«Lyspunktet sett i MARSIS-data er en uvanlig funksjon og ekstremt spennende,» Jim Green, NASAs sjef. forsker, sa i en uttalelse. ”Det garanterer definitivt videre studier. Ytterligere bevis bør følges for å teste tolkningen. «
» Vi håper å bruke andre instrumenter for å studere det videre i fremtiden, «sa Green.
Søker etter en oase
Da Mariner 9 ble det første fartøyet som gikk i bane rundt en annen planet i 1971, så fotografiene den returnerte av tørre elveleier og kløfter ut til å indikere at det en gang hadde eksistert vann på Mars-overflaten. Bilder fra Viking orbitere styrket bare ideen om at mange av landformene kan ha blitt skapt av rennende vann. Data fra vikinglanderne pekte på tilstedeværelsen av vann under overflaten, men eksperimentene ble ansett som utelukkende clusive.
Tidlig på 90-tallet startet en rekke Mars-oppdrag. Forskere ble oversvømmet med en mengde informasjon om Mars. Tre NASA-omløpere og en sendt av European Space Agency studerte planeten ovenfra og kartla overflaten og analyserte mineralene nedenfor. Noen oppdaget tilstedeværelsen av mineraler, noe som indikerer tilstedeværelsen av vann. Andre data målte nok is under overflaten til å fylle Lake Michigan to ganger. De fant bevis for at gamle varme kilder en gang eksisterte på overflaten, og vedvarende nedbør falt en gang i noen områder. Og de fant isfletter i noen av de dypere kratere.
Støtkratere gir utsikt over det indre av den røde planeten. Ved å bruke ESAs Mars Express og NASAs Mars Reconnaissance Orbiter, forskere var i stand til å studere bergarter som ble kastet ut fra planetens indre og fant mineraler som antydet tilstedeværelse av vann.
«Vannsirkulasjonen skjedde flere kilometer dypt i skorpen for rundt 3,7 milliarder år siden,» Nicolas Mangold, av Un mangfoldet i Nantes i Frankrike, sa i en uttalelse.
Men orbitere var ikke de eneste gjenstandene som ble lansert mot Mars. NASAs Curiosity Rover er den femte roboten som lander på overflaten av den røde planeten de siste 15 årene. Pathfinder, Phoenix, Spirit og Opportunity tok alle detaljerte målinger av planeten; alle unntatt Phoenix reiste over overflaten og samlet en skattekiste av informasjon.
Sondene gravde ned i bakken, undersøkte bergarter og utførte eksperimenter. I 2008 viste Phoenix opp små biter av lyst materiale som forsvant etter fire dager, og fikk forskere til å anta at de var biter av is. Landeren fortsatte med å oppdage vanndamp i en prøve den samlet og analyserte, og bekreftet tilstedeværelsen av frossent vann på den røde planeten.
Spirit and Opportunity, tvillingene, fant spor av vann innesluttet i stein.I et lysende eksempel på at et problem ble en løsning, skrapte et ødelagt hjul på Spirit inn på toppen av Mars-overflaten, og avslørte et lag under rik på silisiumdioksyd som mest sannsynlig hadde dannet seg i nærvær av vann.
Nysgjerrighet har funnet enda flere bevis på at vann renner på det gamle Mars. Runden på 1 tonn rullet gjennom et gammelt bekkeseng kort tid etter berøring i august 2012, og den har undersøkt en rekke bergarter som ble utsatt for flytende vann for milliarder av år siden.
Mars-oppdrag er ikke den eneste måten å søke etter vann på Mars. Forskere som studerte bergarter som ble kastet ut fra den røde planeten, fant tegn på at vann tidligere lå under overflaten.
» Mens robotoppdrag til Mars fortsetter å kaste lys over planetenes historie, er de eneste prøvene fra Mars som er tilgjengelige for studier på jorden Mars-meteoritter, «sa hovedforfatter Lauren White i JPL i en uttalelse.
«På jorden kan vi bruke flere analytiske teknikker for å se nærmere på meteoritter og kaste lys over Mars historie.»
Historiske landformer
I tillegg til å undersøke den relativt ferske (geologisk sett) tilstedeværelsen av vann, har de ulike oppdragene også studert overflaten på planeten i en historisk sammenheng. Elveleiene på Mars går ikke våte i dag, men forskere kan studere dem for å lære mer om utviklingen av planeten.
De flatere nordlige slettene på Mars kan en gang ha vært vert for et hav, eller muligens, som planeten syklet gjennom tørre perioder, to. Den nyere vannmassen ville sannsynligvis bare ha vært midlertidig, siver ned i bakken, fordamper eller fryser på under en million år, sier forskere.
Elvesenger og kløfter indikerer at vannet rant, i det minste kort, over overflaten av Mars. Hundre ganger mer vann kan ha strømmet årlig gjennom et stort kanalsystem kjent som Marte Vallis enn det som går gjennom Mississippi-elven hvert år, ifølge estimater. seg selv er mindre, og sannsynligvis dannes under korte, kraftige regnbyger når vann i rask bevegelse kunne ha skåret dem over hele landet.
Nysgjerrighet fant indikasjoner på at minst en region av Mars, Mount Sharp, ble bygget av sedimenter avsatt i en innsjømiljø millioner av år s siden, noe som tyder på at store bassenger eksisterte på planeten i betydelige tidsperioder.
«Hvis hypotesen vår om Mount Sharp holder seg, utfordrer den forestillingen om at varme og våte forhold var forbigående, lokale eller bare under jorden på Mars, «Nysgjerrighetsprosjektforsker Ashwin Vasavada fra NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) sa i en uttalelse.
På jorden er landet rundt elver og innsjøer våtere, består av gjørme og leire. Slike avleiringer eksisterer også på Mars, som fanger vann og indikerer hvor større kropper en gang har eksistert.
Vann på Mars kan gjøre noe mer enn å sitte pent. En ny studie avslører at når væsken koker, takket være lavt trykk, kan den få sand til å sveve.
«Sediment levitasjon må derfor vurderes når man vurderer dannelsen av nylige og nåværende Mars-massespillfunksjoner , så mye mindre vann kan være nødvendig for å danne slike funksjoner enn tidligere antatt, «skrev forskerne i studien, som ble publisert i tidsskriftet Nature Communications.
Flytende gull
Vann kan virke som et veldig vanlig element for de av oss som sitter fast på jorden, men det har stor verdi. I tillegg til å forstå hvordan Mars kan ha endret seg og utviklet seg over tid, håper forskere at å finne vann vil hjelpe dem å finne noe enda mer verdifullt – liv, enten fortid eller nåtid.
Bare det er kjent at jorden er vert for livet , og livet på planeten vår krever vann. Selv om livet kan tenkes å utvikle seg uten å stole på denne dyrebare væsken, kan forskere bare jobbe med det de vet. Dermed håper de at lokalisering av vann på himmellegemer som Mars vil føre til å finne bevis for livet.
Med dette i tankene utviklet NASA en strategi for å utforske den røde planeten som tar som sitt mantra «følger vannet . » Nye orbitere, landere og rovere sendt til Mars ble designet for å søke etter vann, snarere enn liv, i håp om å finne miljøer der livet kunne ha blomstret.
Dette har imidlertid endret seg med bevisflommen. disse robotene har kommet tilbake. Nysgjerrighet bestemte at Mars faktisk kunne ha støttet det mikrobielle livet i den gamle fortiden, og den neste NASA-roveren – en bilstørrelsesrobot basert tungt på Curiositys grunnleggende design – vil sprenge i 2020 for å lete etter bevis på tidligere Red Planet-liv.