Több milliárd évvel ezelőtt a Mars folyékony víz volt a felszínén tavak, patakok és még egy óceán formájában is, amelyek északi féltekéjének nagy részét lefedték. A melegebb, nedvesebb múlt bizonyítékait a táj egész területén sok helyen ábrázoló ventilátorok, delták és ásványi anyagokban gazdag agyaglerakók formájában írták. A tudósok azonban több mint fél évszázadon keresztül vitatkoztak arról, hogy folyékony víz létezik-e a Marson ma vagy sem.
Norbert Schorghofer - a Bolygótudományi Intézet vezető tudósának - új kutatásai szerint a Mars felszínén szakaszosan sós víz képződhet. Noha nagyon rövid élettartamú (évente csak néhány nap), a szezonális sós sók lehetséges jelenléte a marsi felszínen sokat mondana nekünk a Vörös Bolygó szezonális ciklusairól, és segít megoldani annak egyik tartós rejtélyét.
Schorghofer „Mars: A sziklák olvadásának mennyiségi értékelése a sziklák mögött” című tanulmánya nemrégiben jelent meg a Az asztrofizikai folyóirat. Annak a kérdésnek a megválaszolására, hogy a szezonális vízfagyok megolvadhatnak-e és így folyékony vizet állítanak elő, Schorghofer kvantitatív modellek sorozatát, valamint a hőkonvekcióval kapcsolatos frissített információkat és egy háromdimenziós felületi energiamérleg-modellt fontolgatott.
Noha a Marson létező víz nagy részét sarki jégsapkák formájában őrzik meg, a folyékony víz jelenlétét nagyon nehéz meghatározni. A bolygó szezonális ciklusokon megy keresztül, mint a Föld, amelyek alapján arra lehet következtetni, hogy ez a jég időszakosan megolvad. Ugyanakkor az alacsony nyomású környezet és a gyors hőmérsékleti változások miatt a jég sokkal szublimálódik, mielőtt elérné az olvadáspontját.
A Marson a légköri nyomás 0,4 és 0,87 kilopaskal (kPa) között mozog, ami a Föld tengeri szintjének kevesebb, mint 1% -ának felel meg. Ez közel áll a H hármas pontnyomásához2O - a folyékony víz meglétéhez szükséges minimális nyomás. Eközben a felület nagyon gyorsan melegszik, amikor napfénynek van kitéve, ami a nap folyamán hatalmas hőmérsékleti változásokat eredményez.
Amint Schorghofer egy nemrégiben közzétett PSI sajtóközleményben kifejtette:
„A Marsnak rengeteg hideg jégben gazdag és meleg jégmentes régió van, de a jeges régiók, ahol a hőmérséklet az olvadáspont fölé emelkedik, édes folt, amelyet szinte lehetetlen megtalálni. Azon az édes folton folyékony víz alakulhat ki. ”
Schorghofer úgy véli, hogy ezeket az „édes foltokat” a kiálló kiugró topográfia (például sziklák és magas sziklaképződmények) középső szélességében helyezkednek el. Télen ezek a régiók folyamatosan árnyékot vetnek, nagyon hideg hőmérsékleti környezetet teremtve, ahol vízfagyok halmozódhatnak fel.
Ha tavasz jön, ugyanazok a foltok közvetlen napfénynek vannak kitéve. Ez azt okozná, hogy a vízfagyok a víz olvadáspontjának közelébe hevülnek egy vagy két marsi nap után (más néven szolok). Schorghofer részletes modellszámításai szerint a hőmérséklet nagyon gyorsan megváltozik, reggel -128 ° C-ról (-200 ° F) emelkedik délre -10 ° C-ra (14 ° F).
Ahol ezek a vízfagyos lerakódások sóban gazdag talajon alakulnak ki, olvadáspontjukat arra a pontra csökkentik, ahol -10 ° C-on elolvadnak. Ez azt jelenti, hogy nem minden fagy szublimálódna és gázzá válna. Ennek egy része sóoldattá alakul, amely addig marad el, amíg az összes jég megolvad vagy gőzzé alakul. Ez a szezonális minta ismétlődik a következő évben.
Akárcsak a déli sarki régióban, a széndioxid-fagyok télen is kialakulhatnak a kiálló topográfia mögötti árnyékolt területeken. A vízfagyok olvadása tehát csak a szárazjég elpárolgása után következne be - ezt a pontot a tudósok „krokusz dátumnak” nevezik. Egy vagy két szolgal e dátum után, a folyékony vízjég megolvad, és így víz képződik - „krokusz olvadása”.
Ezek az eredmények a NASA korábbi kísérleteire épülnek, amelyek megmutatták, hogy a Marson lévő klorátban gazdag környezet a legvalószínűbb hely a víz megtalálására. Hasonló kutatást végeztek számos tudományos csapat, amelyek megkérdőjelezték, hogy a Mars egyenlítői régiói - a Recurring Slope Lineae (RSL) vagy a „lejtős csíkok” - szezonális jellemzői a sósók kialakulásának következményei.
Eddig ellentmondásos bizonyítékok vannak arról, hogy mi okozza ezeket a tulajdonságokat, és hogy azok a homok lavinák („száraz” mechanizmusok) vagy a talajvíz forrásaiból származó folyékony víz, az olvadó felszíni jég vagy a sós víz képződése („nedves” mechanizmusok) következményei . Amint Schorghofer kifejtette, kutatása és modellezése további jele annak, hogy a „nedves” gondolatiskola helyes.
„A kérdés megválaszolására, vajon a szezonális vízjég krókuszolvadása valóban megtörténik-e a Marson, nagy mennyiségű részletes mennyiségi számításra van szükség - a számok tényleg számítanak. A szükséges mennyiségi modellek kidolgozása évtizedekbe telt. "
Ezen a nyáron a NASA Mars 2020 A rover a Canaveral-fokról indul, hogy megkezdje hat hónapos útját a Marsba. Ha egyszer ott lesz, csatlakozik Kíváncsiság és számos más misszió, amelyek jelenleg bizonyítékokat keresnek a Mars vizes múltjáról. Szerencsére néhány közvetlen bizonyíték is megtalálható arra, hogy folyékony víz létezik ma ott! Az évtizedekig tartó vita rendezése mellett jó hír lesz mindazoknak is, akik a jövőben oda akarnak érni!
