Vand. Det handler altid om vandet, når det kommer til at dimensionere en planetes potentiale til at støtte liv. Mars kan have noget flydende vand i form af lejlighedsvis salt flyder ned ad kratervægge, men de fleste ser ud til at være indelåst i polis eller skjult dybt under jorden. Sæt en kop ting ud på en solrig marsdag i dag, og afhængigt af forholdene, kan det hurtigt fryse eller blot boble væk for at dampe i planetens ultratynde atmosfære.
Bevis for rigeligt flydende vand i tidligere oversvømte sletter og svindende flodbed findes næsten overalt på Mars. NASAs Nysgerrighed rover har fundet mineralaflejringer, der kun dannes i flydende vand og småsten afrundet af en gammel strøm, der engang brast over gulvet i Gale-krateret. Og deri ligger paradokset. Vand ser ud til at have kastet sig viljestyret over den røde planet for 3 til 4 milliarder år siden, så hvad er der i dag?
Skyld Mars 'wimpy atmosfære. Tykkere, saftigere luft og stigningen i atmosfæretrykket, der følger med, ville holde vandet i denne kop stabil. En tykkere atmosfære ville også forsegle varmen og hjælpe med at holde planeten varm nok til, at flydende vand samles og strømmer.
Forskellige ideer er blevet foreslået til at forklare den formodede udtynding af luften, herunder tabet af planetens magnetfelt, der tjener som et forsvar mod solvinden.
Konvektionsstrømme inden for dens smeltede nikkel-jernkerne genererede sandsynligvis Mars 'originale magnetiske forsvar. Men et eller andet tidspunkt tidligt i planetens historie stoppede strømme enten fordi kernen afkølet eller blev forstyrret af asteroide påvirkninger. Uden en snorende kerne visne magnetfeltet, så solvinden kunne fjerne atmosfæren væk, molekyle efter molekyle.
Solvinden spiser den Martiske atmosfære væk
Målinger fra NASAs aktuelle MAVEN mission indikerer, at solvinden fratrækker gas med en hastighed på ca. 100 gram (svarende til ca. 1/4 pund) hvert sekund. ”Ligesom tyveri af et par mønter fra et kasseapparat hver dag, bliver tabet markant over tid,” sagde Bruce Jakosky, MAVENs hovedundersøger.
Forskere fra Harvard John A. Paulson School for Engineering and Applied Sciences (SEAS) foreslå et andet, mindre skåret og tørret scenarie. Baseret på deres undersøgelser kan det tidlige Mars være blevet opvarmet nu og igen af en kraftig drivhuseffekt. I et papir offentliggjort i Geofysiske forskningsbreveforskere fandt, at interaktioner mellem metan, kuldioxid og brint i den tidlige Martian-atmosfære kan have skabt varme perioder, hvor planeten kunne understøtte flydende vand på dens overflade.
Holdet overvejede først virkningerne af CO2, et oplagt valg, da det omfatter 95% af Mars 'nutidige atmosfære og berømt fælder varme. Men når du tager højde for, at Solen skinnede 30% svagere for 4 milliarder år siden sammenlignet med i dag, CO2 alene kunne ikke skære det.
”Du kan lave klimeberegninger, hvor du tilføjer CO2 og opbygge op til hundreder af gange det nuværende atmosfæriske tryk på Mars, og du kommer stadig aldrig til temperaturer, der er endda tæt på smeltepunktet, ”sagde Robin Wordsworth, adjunkt i miljøvidenskab og teknik ved SEAS, og første forfatter af papiret.
Kuldioxid er ikke den eneste gas, der er i stand til at forhindre varme i at flygte ud i rummet. Methan eller CH4 vil også gøre jobbet. For milliarder af år siden, da planeten var mere geologisk aktiv, kunne vulkaner have tappet ind i dybe metankilder og frigivet gasudbrud i den Martiske atmosfære. I lighed med hvad der sker på Saturns måne Titan, ville ultraviolet sollys snap molekylet i to og frigive brintgas i processen.
Da Wordsworth og hans team kiggede på, hvad der sker, når methan, brint og kuldioxid kolliderer og derefter interagerer med sollys, opdagede de, at kombinationen stærkt absorberede varme.
Carl Sagan, Amerikansk astronom og astronomipopularisator, spekulerede først, at brintopvarmning kunne have været vigtig på det tidlige Mars tilbage i 1977, men dette er første gang, forskere har været i stand til at beregne dens drivhuseffekt nøjagtigt. Det er også første gang, at metan har vist sig at være en effektiv drivhusgas på det tidlige Mars.
Når man tager metan i betragtning, kan Mars have haft episoder med varme baseret på geologisk aktivitet i forbindelse med jordskælv og vulkaner. Der har været mindst tre vulkanske epoker i løbet af planetens historie - for 3,5 milliarder år siden (beviset af månemare-lignende sletter), 3 milliarder år siden (mindre skjoldsvulkaner) og 1 til 2 milliarder år siden, da kæmpe skjoldsvulkaner som f.eks. Olympus Monsvar aktive. Så vi har tre potentielle metan-bursts, der kan afvise atmosfæren for at give mulighed for en mildere Mars.
Den store størrelse af Olympus Mons råber praktisk taget massive udbrud over en lang tidsrum. I mellemtiderne ville brint, en let gas, have fortsat med at flygte ud i rummet, indtil det blev fyldt op med den næste geologiske omvæltning.
"Denne undersøgelse viser, at de opvarmende virkninger af både metan og brint er blevet undervurderet med en betydelig mængde," sagde Wordsworth. ”Vi opdagede, at metan og brint og deres interaktion med kuldioxid var meget bedre til at varme tidligt Mars end tidligere var blevet antaget.”
Jeg kildes til, at Carl Sagan gik denne vej for 40 år siden. Han holdt altid håbet om livet på Mars. Flere måneder før han døde i 1996, registrerede han dette:
”… Måske er vi på Mars på grund af den storslåede videnskab, der kan gøres der - murens verdenens porte åbner i vores tid. Måske er vi på Mars, fordi vi er nødt til at være det, fordi der er en dyb nomadisk impuls indbygget i os af den evolutionære proces, vi kommer trods alt fra jægerindsamlere, og for 99,9% af vores mandat på Jorden har vi været vandrere. Og det næste sted at vandre til er Mars. Men uanset hvad årsagen til, at du er på Mars, er jeg glad for, at du er der. Og jeg ville ønske, at jeg var sammen med dig. ”
