Voda na Marsu: istraživanje i dokazi

Newtonov krater

(Slika zasluga: NASA/JPL-Caltech/Univ. U Arizoni)





Tekuća voda može još uvijek teći Marsom, ali to ne znači da ju je lako uočiti. Potraga za vodom na Crvenom planetu trebala je više od 15 godina da se pojave definitivni znakovi da tekućina danas teče po površini. Međutim, u prošlosti su rijeke i oceani možda prekrivali kopno. Gdje je nestala sva tekuća voda? Zašto? Koliko je još ostalo?

Promatranja Crvenog planeta ukazuju da su rijeke i oceani mogli biti istaknuta obilježja u njegovoj ranoj povijesti. Prije milijardi godina, Mars je bio topao i vlažan svijet koji je u nekim regijama mogao podržati život mikroba. Ali planet je manji od Zemlje , s manjom gravitacijom i tanjom atmosferom. Tijekom vremena, kako je tekuća voda isparavala, sve je više i više bježalo u svemir, dopuštajući da manje padne natrag na površinu planeta.

Gdje je danas voda?

Čini se da tekuća voda teče s nekih strmih, relativno toplih padina na površini Marsa. Značajke poznate kao ponavljajuće se linije nagiba (RSL) prvi su put identificirane 2011. na slikama snimljenim od strane Fotoaparat visoke rezolucije Imaging Science Experiment (HiRISE) na brodu Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Tamni prugovi, koji se pojavljuju sezonski, potvrđeni su kao znakovi slane vode koja teče po površini planeta.



'Ako je to točno, tada RSL na Marsu može predstavljati površinski izraz daleko značajnijeg tekućeg sustava odvodnje na strmim padinama u srednjim geografskim širinama', rekao je član istraživačkog tima za guesswhozoo.com 2012. godine.

2015. spektralna analiza RSL -a dovela je znanstvenike do zaključka da ih uzrokuje slana tekuća voda. [Povezano: Slana voda danas teče na Marsu, povećavajući izglede za život]

'Otkrivanje hidratiziranih soli na ovim padinama znači da voda igra vitalnu ulogu u stvaranju ovih pruga', rekla je Lujendra Ojha, vodeća autorica studije s Tehnološkog instituta Georgia u Atlanti. izjava . Čini se da su ogromne naslage vode zarobljene unutar ledenih kapa na sjevernom i južnom polu planeta. Svakog ljeta, s povećanjem temperatura, kape se lagano smanjuju jer njihov sadržaj izravno prelazi iz krutog u plinski oblik, ali zimi, hladnije temperature uzrokuju njihov rast do zemljopisnih širina do 45 stupnjeva ili na pola puta do ekvatora. Kape su u prosjeku debljine 3 kilometra i, ako se potpuno otope, mogle bi pokriti površinu Marsa s oko 5,6 metara vode.



Zamrznuta voda također leži ispod površine. Znanstvenici su otkrili ploča leda velika poput Kalifornije i Teksasa kombinirano u području između ekvatora i sjevernog pola Crvenog planeta. Dugo se sumnjalo na prisutnost podzemne vode, no za potvrdu je bila potrebna pojava čudnih slojevitih kratera. Ostale regije planeta mogu sadržavati i smrznutu vodu. Čini se da se neke regije visokih geografskih širina mogu pohvaliti uzorcima oblika zemlje koji su se mogli formirati jer se vječno smrzavanje u tlu smrzava i odmrzava s vremenom.

Svemirska letjelica Mars Express Europske svemirske agencije snimila je snimke ledenih ploča u hladnijem, zasjenjenom dnu kratera, što sugerira da se tekuća voda može skupiti pod odgovarajućim uvjetima. Drugi krateri identificirani od strane NASA -e Mars Reconnaissance Orbiter pokazati slično udruživanje.

Dokazi o vodi na Marsu prvi put su izašli na vidjelo 2000. godine, s pojavom vododerina koje su upućivale na tekuće podrijetlo. Tijekom godina koje su uslijedile žestoko se raspravljalo o njihovom stvaranju.



Ali ne misle svi da Mars danas sadrži vodu. Novo istraživanje otkriva da je RSL zapravo mogao nastati zrnatim tokovima nastalim kretanjem pijeska i prašine.

'Mislili smo da je RSL mogući protok tekuće vode, ali padine su više poput onoga što očekujemo za suhi pijesak', rekao je glavni autor Colin Dundas u izjavi. 'Ovo novo razumijevanje RLS -a podržava druge dokaze koji pokazuju da je Mars danas vrlo suh.'

Tu je ideju možda ispralo nedavno otkriće mogućeg podzemnog jezera u blizini južnog pola Marsa.

Podzemno jezero?

Istraživači su izazvali veliku uzbunu kada su objavili da bi Mars mogao skrivati ​​jezero ispod svog južnog pola. Europska letjelica Mars Express koristila je svoj Mars napredni radar za podzemno i ionosfersko sondiranje (MARSIS) za otkrivanje predložene vode. Radar koji prodire u tlo slao je radarske impulse na površinu, a zatim mjerio vrijeme potrebno za njihovo reflektiranje. Svojstva podzemnih slojeva utječu na to koliko je vremena potrebno za povratak greda.

MARSIS-ovo istraživanje otkrilo je da je južni pol Marsa sastavljen od više slojeva leda i prašine do dubine od gotovo 1,5 kilometara na 200 kilometara širokom području.

'Ova podzemna anomalija na Marsu ima radarska svojstva koja odgovaraju vodi ili sedimentima bogatim vodom', rekao je Roberto Orosei, glavni istraživač eksperimenta MARSIS i vodeći autor novog istraživanja.

MARSIS je također otkrio prisutnost podzemnog jezera među džepovima. Prema radarskim odjecima, jezero nije široko više od 20 km, zakopano gotovo milju ispod površine. Znanstvenici nisu sigurni u dubinu jezera, ali su potvrdili da je duboko najmanje 1 metar. Prema istraživačima, jezero mora imati soli da se ne smrzne.

'Ovo je samo jedno malo područje istraživanja; uzbudljiva je mogućnost pomisliti da bi ovih podzemnih džepova vode moglo biti još negdje drugdje, koje tek treba otkriti ', rekao je Orosei.

Nisu svi istraživači toliko sigurni u prisutnost tekuće vode.

'Mislim da je to vrlo, vrlo uvjerljiv argument, ali nije konačan ili konačan argument', rekao je Steve Clifford, istraživač Marsa na Institutu za planetarne znanosti u Arizoni, rekao je guesswhozoo.com . 'Uvijek postoji mogućnost da uvjeti koje nismo predvidjeli postoje u podnožju gornje granice i da su odgovorni za ovaj svijetli odraz.'

Prije više od tri desetljeća Clifford je predložio da bi Mars mogao pokriti tekuću vodu ispod svojih polarnih kapa na isti način na koji to čini Zemlja. Na Zemlji jezera ispod antarktičkog i grenlandskog ledenog pokrova nastaju kada toplina unutar planeta otopi glečere u mrljama. Clifford je za guesswhozoo.com rekao da bi se sličan scenarij mogao dogoditi ispod marsovskih polarnih ledenih kapa.

'Svijetla točka koja se vidi u podacima MARSIS -a neobična je značajka i izuzetno intrigantna', rekao je Jim Green, glavni NASA -in znanstvenik u izjava . 'To svakako zahtijeva daljnje proučavanje. Treba provjeriti dodatne dokaze kako bi se ispitalo tumačenje. '

'Nadamo se da ćemo u budućnosti koristiti druge instrumente za daljnje proučavanje', rekao je Green.

U središtu ovog pogleda na područje sjeverne širine Marsa srednjih zemljopisnih širina, svježi krater promjera oko 6 metara (20 stopa) drži ekspoziciju svijetlog materijala, plavog na ovoj slici lažne boje.

U središtu ovog pogleda na područje sjeverne širine Marsa srednjih zemljopisnih širina, svježi krater promjera oko 6 metara (20 stopa) drži ekspoziciju svijetlog materijala, plavog na ovoj slici lažne boje.(Slika zasluga: NASA/JPL-Caltech/Sveučilište u Arizoni [Cijela priča])

U potrazi za oazom

Kad je 1971. Mariner 9 postao prvi letjelica koja je kružila oko drugog planeta, činilo se da su fotografije suhih riječnih korita i kanjona ukazivale na to da je voda nekada postojala na površini Marsa. Slike iz orbita Vikinga samo su učvrstile ideju da su mnogi oblici reljefa možda nastali tekućom vodom. Podaci sa kopna Vikinga ukazivali su na prisutnost vode ispod površine, no eksperimenti su se smatrali neuvjerljivima. [Istražen Mars: Landeri i Roveri od 1971. (infografika)]

Ranih 90 -ih započeo je niz misija na Marsu . Znanstvenici su bili preplavljeni mnoštvom podataka o Marsu. Tri NASA -ina orbitera i jedan koji je poslala Europska svemirska agencija proučavali su planet odozgo, kartirali površinu i analizirali minerale ispod. Neki su otkrili prisutnost minerala, što ukazuje na prisutnost vode. Ostali podaci mjere dovoljno podzemnog leda da se ispune Jezero Michigan dva puta . Pronašli su dokaze da su drevni topli izvori nekada postojali na površini i da su na nekim područjima jednom padale stalne oborine. Pronašli su mrlje leda unutar nekih dubljih kratera.

Udarni krateri nude pogled na unutrašnjost crvenog planeta. Koristeći ESA -in Mars Express i NASA -in Mars Reconnaissance Orbiter, znanstvenici su mogli proučavati stijene izbačene iz unutrašnjosti planeta, pronalazeći minerale koji sugeriraju prisutnost vode.

'Kruženje vode dogodilo se nekoliko kilometara duboko u kori prije otprilike 3,7 milijardi godina', rekao je Nicolas Mangold sa Sveučilišta Nantes u Francuskoj izjava .

No, orbiti nisu bili jedini objekti lansirani prema Marsu. NASA -in rover Curiosity peti je robot koji je u posljednjih 15 godina sletio na površinu Crvenog planeta. Pathfinder, Phoenix, Spirit i Opportunity proveli su detaljna mjerenja planeta; svi osim Phoenixa putovali su po površini prikupljajući riznicu informacija.

Slike jednog od Phoenixa

Slike jednog od Phoenixovih podupirača snimljenih kamerom robotske ruke slijetača na Sols (ili marsovske dane) 8., 31. i 44. emisije. Čini se da se dva sferoida zatvorena krugom spajaju, što neki znanstvenici iz Phoenixa smatraju da je znak da su kugle tekuća voda.(Slika zasluga: Renno, et al., NASA)

Sonde su ukopale zemlju, pregledavale stijene i izvodile pokuse. Godine 2008. Phoenix je pronašao male komade svijetlog materijala koji su nestali nakon četiri dana, što je navelo znanstvenike da pretpostave da se radi o komadima vodenog leda. Lander je nastavio s otkrivanjem vodene pare u uzorku koji je prikupio i analizirao, potvrđujući prisutnost smrznute vode na crvenom planetu.

Spirit i prilika, blizanci rovera, pronašli su tragove vode zatvorene u stijeni. U sjajnom primjeru problema koji je postao rješenje, slomljeni kotač na Spiritu ogreben je na vrh površine Marsa, otkrivajući sloj ispod bogat silicijevim dioksidom koji je najvjerojatnije nastao u prisutnosti vode.

Znatiželja je pronašla još dokaza o protoku vode na drevnom Marsu. Rover težak 1 ton otkotrljao se kroz korito drevnog potoka ubrzo nakon što je doletio u kolovozu 2012. godine, a ispitao je i brojne stijene koje su bile izložene tekućoj vodi prije milijardi godina.

Misije na Marsu nisu jedini način za traženje vode na Marsu. Znanstvenici proučavaju stijene izbačene s Crvenog planeta pronašli znakove da je voda u prošlosti ležala ispod površine.

'Dok robotske misije na Mars nastavljaju bacati svjetlo na povijest planete, jedini uzorci s Marsa dostupni za proučavanje na Zemlji su marsovski meteoriti', rekla je glavna autorica Lauren White iz JPL -a. izjava .

'Na Zemlji možemo upotrijebiti više analitičkih tehnika kako bismo dublje pogledali meteorite i rasvijetlili povijest Marsa.'

Povijesni oblici zemljišta

Osim što su ispitivale relativno nedavnu (geološki gledano) prisutnost vode, različite misije proučavale su i površinu planeta u povijesnom kontekstu. Riječna korita Marsa danas nisu vlažna, ali znanstvenici ih mogu proučiti kako bi saznali više o evoluciji planeta. [ Fotografije: Potraga za vodom na Marsu ]

Ravne sjeverne marsovske ravnice možda su nekada bile domaćin ocean , ili moguće, kako je planet ciklički prolazio kroz sušna razdoblja, dva. Novije vodeno tijelo vjerojatno bi bilo samo privremeno, prodiralo bi u zemlju, isparavalo ili se smrzavalo za manje od milijun godina, kažu znanstvenici.

Rijeka i korita ukazuju na to da je voda barem nakratko tekla po površini Marsa. Procjenjuje se da je godišnje kroz veliki kanalski sustav poznat kao Marte Vallis protjecalo sto puta više vode nego što prolazi kroz rijeku Mississippi. Sami slivnici su manji, vjerojatno nastaju tijekom kratkih olujnih pljuskova kad ih je voda koja se brzo kretala mogla isklesati po kopnu.

Zanimljivost je pronašla naznake da je barem jedna regija Marsa, Mount Sharp, izgrađena sedimentima taloženim u jezerskom koritu prije milijune godina, što ukazuje na to da su veliki bazeni postojali na planetu u značajnim vremenskim razdobljima.

'Ako se naša hipoteza o planini Sharp održi, to dovodi u pitanje ideju da su topli i vlažni uvjeti bili prolazni, lokalni ili samo pod zemljom', rekao je zamjenik znanstvenika projekta Curiosity Ashwin Vasavada iz NASA -inog Laboratorija za mlazni pogon (JPL) izjava .

Na Zemlji je kopno oko rijeka i jezera vlažnije, sastavljeno od blata i gline. Takve naslage postoje i na Marsu, hvatajući vodu i ukazuju na to gdje su nekad možda postojala veća tijela.

Voda na Marsu možda čini nešto više od lijepog sjedenja. Nova studija otkriva da, kad tekućina proključa, zahvaljujući niskim pritiscima, može učiniti da pijesak levitira.

'Levitacija taloga mora se stoga uzeti u obzir pri procjeni stvaranja nedavnih i današnjih značajki trošenja mase na Marsu, jer će za stvaranje takvih značajki biti potrebno mnogo manje vode nego što se ranije mislilo', napisali su istraživači u svojoj studiji koja je objavljena u časopis Nature Communications .

Tekuće zlato

Voda se može činiti kao vrlo čest element onima od nas koji smo zapeli na Zemlji, ali ima veliku vrijednost. Osim što razumiju kako se Mars mogao mijenjati i razvijati tijekom vremena, znanstvenici se nadaju da će im pronalazak vode pomoći da pronađu nešto još vrijednije - život, prošlost ili sadašnjost.

Poznato je da je samo Zemlja domaćin životu, a život na našem planetu zahtijeva vodu. Iako bi se život mogao zamisliti bez oslanjanja na tu dragocjenu tekućinu, znanstvenici mogu raditi samo s onim što znaju. Stoga se nadaju da će lociranje vode na nebeskim tijelima poput Marsa dovesti do pronalaska dokaza za život.

Imajući to na umu, NASA je razvila strategiju istraživanja Crvenog planeta koja za svoju mantru uzima 'slijedi vodu'. Nedavni orbiti, desanti i roveri poslani na Mars dizajnirani su za traženje vode, a ne života, u nadi da će pronaći okruženja u kojima je život mogao napredovati.

To se, međutim, promijenilo poplavom dokaza da su se ti roboti vratili. Znatiželja je utvrdila da je Mars doista mogao podržati život mikroba u drevnoj prošlosti, a sljedeći NASA-in rover-robot veličine automobila koji se uvelike temelji na Curiosityjevom osnovnom dizajnu-eksplodirat će 2020. u potrazi za dokazima života Crvenog planeta.

Dodatna sredstva

Pratite Nolu Taylor Redd na @NolaTRedd , Facebook ili Google+ . Pratite nas na @Spacedotcom , Facebook ili Google+ .