Prarastas Marso vanduo gali būti palaidotas po planetos pluta

Marso, kuriame knibžda vandenynų ir ežerų, iliustracija. NASA

Prieš milijardus metų Marse buvo šilti ežerų ir vandenynų namai. Tai yra, kol šie milžiniški skysti kūnai ant jo paviršiaus išnyko maždaug prieš 3 milijardus metų. Daugelį metų mokslininkai manė, kad šis vanduo dingo į kosmosą, kai planetos atmosfera išretėjo.

Kaip paaiškėjo, vanduo galėjo nepakilti, pakilti ir nenutolti. Iš tikrųjų jis galėjo pakrypti priešinga kryptimi – po žeme. Pagal naują modelį, kurį sukūrė Caltech ir paskelbtas Science Šiandien Marso plutoje vis dar galima rasti 30–99 % Marso senovinio pasaulio vandens.

Šis darbas stovi ant dešimtmečius trunkančio darbo pečių, sako Eva L. Scheller, Caltech planetų geologė ir pagrindinė naujojo tyrimo autorė. Ir vis daugiau stebėjimų įrodymų verčia mus vis labiau galvoti apie vandens praradimą Marse naujais būdais.

Dabartiniais skaičiavimais, Marso paviršiuje galėjo būti nuo 100 iki 1500 metrų pasaulinio ekvivalentinio vandens sluoksnio (m GEL). (m GEL reiškia 1 metro vandens sluoksnį, kuris padengtų lygų planetos paviršių – Schelleris teigia, kad 1 000 m GEL yra lygus maždaug pusei Atlanto vandenyno vandens.) Netgi apatinė šio įvertinimo dalis yra pakankamai didelė. vandens, kurį potenciali gyvybė būtų galėjusi panaudoti savo namams susikurti.

Taigi labai svarbu sužinoti, kaip jis dingo. Jei žinotume, kas atsitiko, galėtume geriau suprasti, kokiose Marso vietose galėjo būti išsaugoti bet kokios gyvybės, kuri per tą laiką išsivystė, įrodymai ir kaip dabartinės ir būsimos Marso misijos galėtų ieškoti šių įrodymų.

Daugumoje vandens praradimo modelių, kuriuose numatomas atmosferos praradimas, buvo manoma, kad UV spinduliuotė priverčia vandenį, esantį aukštai ore, suskaidyti į vandenilį ir deguonį. Abu elementai, bet ypač lengvesnės vandenilio molekulės, išeina iš atmosferos ir patenka į kosmosą. Mokslininkai išmatuoja šį vandenilio praradimą (naudodami neutronų detektorius, pvz., FREND instrumentą ESA ir Rusijos „Trace Gas Orbiter“), kad būtų galima nustatyti vandens praradimo Marse greitį laikui bėgant.

Tačiau ši teorija turi dvi problemas. Pirma, tai nepaaiškina, kodėl TGO ar kitos misijos vis dar aptinka tiek daug vandens Marso plutoje. Antra, iki šiol išmatuotas vandenilio praradimo greitis yra per mažas, kad būtų galima įvertinti, kiek vandens, mūsų manymu, Marse iš pradžių turėjo. Schelleris sako, kad tai iš tikrųjų gali lemti tik žemesnę dalį to, ką galvoja dauguma geologų.

Tuo pačiu metu mes geriau suprantame, kiek vandens yra palaidota Marso plutoje. Didžioji dalis to daugiausia dėl roverių misijų, tokių kaip „Curiosity“, kurios tiesiogiai tyrinėjo Marso uolienas, taip pat laboratorinei meteoritų iš Marso, nusileidusių į Žemę, analizei. Ir visi šie duomenys pamažu paskatino mokslininkus rimčiau pažvelgti į idėją, kad pluta suvaidino svarbesnį vaidmenį praradus vandenį Marse.

Dabar Scheller ir jos kolegos sugalvojo naują modelį, kuris naudoja dabartinius duomenis, kad ištirtų, ar vanduo galėjo būti po žeme.

Šis vanduo nebūtų buvęs nusiurbtas į didžiulius požeminius vandenynus. Vietoj to, vandens molekulės buvo įtrauktos į mineralines struktūras, tokias kaip molis, dėl procesų, pavyzdžiui, oro sąlygų. Tas pats vyksta ir čia, Žemėje.

Remiantis modeliu, šis procesas gali sudaryti nuo 30% iki 99% viso vandens praradimo planetoje per pirmuosius 1–2 milijardus metų. Likusią dalį gali kompensuoti atmosferos nuostoliai.

Tai labai intriguojantis modelis, sako Kolgate universiteto geologas Joe Levy, kuris tyrime nedalyvavo. Hidratuotų mineralų ir venas formuojančių mineralų yra beveik visur, kur tik žiūrime Marse. Bėgantis cheminis oro poveikis yra tikrai provokuojanti hipotezė, paaiškinanti, kas nutiko Marso vandeniui.

Žinoma, diapazonas nuo 30% iki 99% yra didžiulis. Taip yra todėl, kad mes tiesiog nepakankamai žinome apie vandens kiekį plutoje (mažiausiai pasauliniu mastu) arba kaip atrodė senovės Marso atmosfera ir kiek ji skatino ar apribojo atmosferos vandens praradimą. Modelyje taip pat bandoma atsižvelgti į tai, kaip geologinė veikla senovės praeityje (pvz., vulkanizmas) galėjo paveikti šiuos vandens praradimo mechanizmus.

Šis modelis suteikia mums naujų užuominų apie Marso tinkamumą gyventi. Išvados ne tik atsako, kaip Marsas galėjo prarasti vandenį, bet ir kada jis prarado vandenį, sako Schelleris. Autoriai yra įsitikinę, kad hidratuotiems mineralams plutoje yra daugiau nei 3 milijardai metų, o tai reiškia, kad prieš tai Marsas buvo tinkamiausias gyventi. Bet kokia senovės gyvenimo įrodymų paieška būtų geriausiai nukreipta į uolienas, kurios buvo išsaugotos iš šio ankstesnio laikotarpio.

Schelleris teigia, kad tiek „Curiosity“, tiek „Perseverance“ roveriai gali ieškoti pavyzdžių per šį laikotarpį. Ypač atkaklumas, kurio misija daugiausia skirta ieškoti Marso gyvenimo įrodymų, tyrinės buvusią ežero dugną, kuriai 3,8 mlrd. metų . Tai bus čia pat, norint ištirti, kokie mechanizmai galėjo sukelti vandens sekvestraciją šiuose mineraluose plutoje, sako Scheller. Net jei jis pats negali atlikti darbo, jame bus užfiksuoti mėginiai, kuriuos mokslininkai galėtų patys ištirti laboratorijoje .

Žemė ir Marsas iš pradžių buvo labai panašūs šlapi pasauliai, tačiau galiausiai pasuko drastiškai skirtingais keliais. Vandens praradimas dėl hidratuotų mineralų plutoje nėra būdingas tik Marsui; Žemėje tai vyksta nuolat. Tačiau Žemei naudingas faktas, kad jos tektoninės plokštės aktyviai perdirba plutos uolienas taip, kad šis vanduo išleistų. Be to, ji išlaikė storą atmosferą, kuri palaikė planetoje idealią temperatūrą gyvybei vystytis ir klestėti. Marse nėra tektoninių plokščių, o prieš 4 milijardus metų nutrūkus jo magnetiniam laukui, jis nukraujavo atmosferą.

Galiausiai, tai yra dalykas, kurį reikia nepamiršti apie tinkamumą gyventi antžeminėse planetose, sako Scheller. Tai labai trapus.

paslėpti