For milliarder af år siden havde Mars flydende vand på sin overflade i form af søer, vandløb og endda et hav, der dækkede meget af sin nordlige halvkugle. Beviset for denne varmere, vådere fortid er skrevet mange steder i landskabet i form af alluviale fans, deltas og mineralrige leraflejringer. I over et halvt århundrede har forskere imidlertid drøftet, om der findes flydende vand på Mars i dag eller ej.
Ifølge ny forskning fra Norbert Schorghofer - seniorforsker ved Planetarisk Videnskabsinstitutt - kan saltvand opstå periodisk på Mars's overflade. Selvom den var meget kortvarig (bare et par dage om året), ville den potentielle tilstedeværelse af sæsonbestemte saltopløsninger på Marsoverfladen fortælle os meget om sæsoncyklusserne på den røde planet, samt hjælpe med at løse et af dets mest varige mysterier.
Schorghofers undersøgelse, med titlen "Mars: kvantitativ evaluering af krokussmeltning bag sten," dukkede for nylig op i The Astrophysical Journal. For at tackle spørgsmålet om, hvorvidt sæsonbestemt vandfrost kan smelte og således producere flydende vand, overvejede Schorghofer en række kvantitative modeller samt opdateret info om varmekonvektion og en tredimensionel overfladenergibalancemodel.
Mens meget af det vand, der engang eksisterede på Mars ', er blevet bevaret i form af dets polære iskapper, er tilstedeværelsen af flydende vand meget vanskeligt at bestemme. Planeten gennemgår sæsoncykler som Jorden, hvilket vil føre til, at man konkluderer, at denne is med jævne mellemrum smelter. Imidlertid får lavtryksmiljøet og de hurtige temperaturændringer på Mars denne is til at sublimere længe før den når sit smeltepunkt.
På Mars ligger atmosfæretrykket fra 0,4 til 0,87 kilopascals (kPa), hvilket er ækvivalent med mindre end 1% af jordens havoverflade. Dette placerer det tæt på H's tredobbeltpunkt2O - det mindste tryk, der er nødvendigt for, at der findes flydende vand. I mellemtiden varmer overfladen meget hurtigt, når de udsættes for solskin, hvilket resulterer i massive ændringer i temperaturen gennem dagen.
Som Schorghofer forklarede i en nylig PSI-pressemeddelelse:
”Mars har masser af koldt isrige regioner og masser af varme isfrie regioner, men iskolde regioner, hvor temperaturen stiger over smeltepunktet, er et søde sted, der næsten er umuligt at finde. Det søde sted er der, hvor der dannes flydende vand. ”
Schorghofer ser for sig, at disse "søde pletter" er placeret i mellembreddegradene omkring den fremspringende topografi (f.eks. Stenblokke og høje klippeformationer). I løbet af vinteren ville disse regioner løbende skygge og skabe miljøer med meget kolde temperaturer, hvor vandfrosten kunne samle sig.
Når foråret kommer, vil de samme pletter blive udsat for direkte sollys. Dette vil medføre, at vandfrostene opvarmes til tæt på vandets smeltepunkt efter en eller to Marsdage (også solseller). I henhold til Schorghofers detaljerede modelberegninger ville temperaturen ændre sig meget hurtigt og stige fra -128 ° C (-200 ° F) om morgenen til -10 ° C (14 ° F) ved middagstid.
Hvor som helst disse vandfrostaflejringer dannet på saltrig jord, ville deres smeltepunkt blive nedtrykt til det punkt, hvor det ville smelte ved -10 ° C. Dette betyder, at ikke al frosten sublimerer og bliver gasformig. Noget af det ville blive til saltlake, der ville holde ud, indtil al isen enten er smeltet eller forvandlet til damp. Dette sæsonbestemte mønster gentages igen det følgende år.
Ligesom hvad der sker i den sydlige polære region, kunne kuldioxidfrost også opbygges i løbet af vinteren i de skyggefulde områder bag udstående topografi. Smeltningen af vandfrost ville derfor kun finde sted, efter at tørisen var fordampet - et punkt, som forskere kalder ”krokusdatoen”. En eller to soler efter denne dato er gået, flydende vandis begynder at optø for at skabe vand - kendt som "krokussmeltning."
Disse fund bygger på tidligere eksperimenter udført af NASA, der viste, hvordan kloratrige miljøer på Mars ville være det mest sandsynlige sted at finde vand. Lignende forskning er blevet udført af adskillige videnskabsteam, der har stillet spørgsmålstegn ved, hvorvidt sæsonbestemte træk omkring Mars 'ækvatorregioner - kendt som Recurring Slope Lineae (RSL) eller "skråningstræk" - er resultatet af dannelse af saltvand.
Indtil videre er der modstridende bevis for, hvad der forårsager disse egenskaber, og om de er resultatet af sandskred ("tørre" mekanismer) eller flydende vand fra grundvandskilder, smeltende overfladis eller dannelse af saltvand ("våde" mekanismer) . Som Schorghofer forklarede, er hans forskning og modellering en yderligere indikation af, at den "våde" tankegang er korrekt.
”At besvare spørgsmålet, om krokussmeltning af sæsonbestemt vandis faktisk forekommer på Mars krævede en række detaljerede kvantitative beregninger - antallet betyder virkelig noget. Det tog årtier at udvikle de nødvendige kvantitative modeller. ”
Denne sommer, NASA's Mars 2020 rover lancerer fra Cape Canaveral for at begynde sin seks måneder lange rejse til Mars. Når der først er der, slutter den sig Nysgerrighed og en række andre missioner, der i øjeblikket leder efter bevis for Mars 'vandige fortid. Med held og lykke kan der også findes noget direkte bevis på, at der findes flydende vand der i dag! Bortset fra at afvikle en årtier lang debat, ville det være gode nyheder for alle dem, der håber at komme dertil i fremtiden!
