Gdzie podziała się woda z Marsa? Myśleliśmy, że większość uleciała w Kosmos. A tymczasem…

Woda to jedna z najwspanialszych substancji jakie powstały w naturze i o jej związkach z eksploracją Czerwonej Planety powstał ten tekst. Zwykle nie myślimy o wodzie za wiele, raczej tylko tyle czy już jest zagotowana, albo czy wystarczająco ciepła, by wygodnie się w niej wykąpać, ewentualnie jak ochronić przed jej wpływem aparat kompaktowy lub telefon. Wydaje się nam, że wiemy o niej wszystko, bo przecież H2O i sprawa jasna.

A jednak w błędzie będziecie twierdząc, że woda występuje tylko w trzech stanach skupienia, albo że zawsze zamarza w temperaturze zera stopni Celsjusza. Owszem w warunkach, z którymi mamy na co dzień do czynienia, wspomniane zero jest istotnie tą właśnie temperaturą, ale istnienie wody o temperaturze niższej niż zero stopni Celsjusza nie jest bzdurą.

Choćby morskiej, bo ze względu na zasolenie, zamarza ona w temperaturze -2 stopni Celsjusza (przy uwzględnieniu średniego zasolenia wód na Ziemi na poziomie 3,5 procenta).

Zmrożone szkło czy jednak lód? Oto jest pytanie

A to nie wszystko. Woda poddana bardzo dużemu ciśnieniu, zamarza w jeszcze niższej temperaturze. Podobnie superczysta woda, a taka czasem występuje w chmurach, ze względu na brak zanieczyszczeń, które sprzyjają tworzeniu się kryształów lodu i ich wzrostowi, zamarza również w dużo niższych temperaturach. Takie rzeczy nie są tylko teorią, ale potwierdzono je obserwacjami.

Bez wody nie byłoby nas, nie byłoby tego artykułu

Odrzucając na bok skądinąd bardzo ciekawe naukowe dywagacje na temat natury wody, ograniczmy się do jednego argumentu. To dzięki wodzie w naszym świecie może istnieć życie. Dlatego jej obecność na Księżycu czy na Marsie jest bardzo istotna z perspektywy przyszłej kolonizacji tych ciał niebieskich.

O tym, że woda istnieje na Marsie spekulowano już od XVII wieku. Do tego wniosku skłaniały obserwacje czap polarnych, co okazało się ostatecznie dość prawidłowym rozumowaniem. Tworzy je bowiem oprócz zamarzniętej wody także zamarznięty dwutlenek węgla. Wiemy też, że woda obecna jest na Marsie w niewielkich ilościach także jako para w atmosferze i w znacznie większej ilości jako lód pod powierzchnią, ewentualnie tworząc podziemne jeziora. Takie rezerwuary ciekłej wody pod lodową pokrywą czap polarnych, odkryła sonda Mars Express w ubiegłej dekadzie.

Równie ciekawe jak odkrycie wody na Czerwonej Planecie jest także istnienie śladów wskazujących na występowanie jej w ciekłej postaci na powierzchni w pewnym momencie ewolucji Marsa. To właśnie deltę takiej dawnej rzeki bada łazik Perseverance.

Mars - kraina niegdyś wodą płynąca, a teraz?

Przypuszcza się, że Mars był kiedyś pokryty oceanem o głębokości od 100 do 1500 metrów i objętości porównywalnej do połowy objętości Oceanu Atlantyckiego

Skoro woda płynęła kiedyś po Marsie rzeźbiąc koryta i pozostawiając ciekawe osady, to co u licha z nią się stało. Dotychczas mieliśmy jedną, wydawałoby się nie do zbicia, teorię. Woda, która tworzyła na Marsie ocean pokrywający praktycznie całą jego powierzchnię, w wyniku różnych procesów trafiała do atmosfery, a potem, ze względu na słabą grawitację Marsa i brak ochronnego płaszcza jakim w przypadku Ziemi jest silne pole magnetyczne, została utracona podobnie jak większość pierwotnej atmosfery w wyniku ucieczki wodoru w kosmos.

Większość wody oczywiście, bo część została uwięziona w postaci lodu pod powierzchnią planety. Teraz okazuje się, że ta część, która pozostała na Marsie, stanowi znacznie większy procent kiedyś obecnej tam wody niż wcześniej przypuszczano. Co więcej, około 30 do nawet 99% wody marsjańskiej zawarte jest w minerałach tworzących planetarną skorupę.

Te liczby to wyniki kompilacji danych zebranych nie przez jedną, ale wiele misji, które NASA wysłała kiedyś na Marsa. Kluczowym w uzyskaniu przełomowych rezultatów okazało się określenie stosunku deuteru (czyli ciężkiego wodoru) do wodoru zwykłego w atmosferze jak i pod powierzchnią.

Choć woda uciekła z Marsa w dużej ilosci, to na Czerwonej Planecie pozostało jej jeszcze bardzo dużo. Znacznie więcej niż dotychczas sądzono

Określenie ciężki jest w przypadku marsjańskiego wodoru bardzo istotne. Trudniej mu uciec poprzez atmosferę w przestrzeń kosmiczną. Deuteru byłoby więcej niż powinno być, gdyby ucieczka wodoru w postaci wody poprzez atmosferę miała miejsce. Wykryty stosunek obfitości tych dwóch izotopów wodoru w atmosferze jak i skorupie Marsa sugeruje, że samo zjawisko ucieczki wody w kosmos poprzez atmosferę nie było wystarczająco silne, by usunąć większość wody z Marsa.

Dwia sposoby, na jakie woda znikła z powierzchni Marsa

Ucieczka atmosferyczna miała oczywiście miejsce (a nawet wciąż zachodzi), co potwierdziły kilka lat temu dane z sony MAVEN, ale trzeba do niej dołączyć mechanizm wspomagający, a jest nim wspomniane uwięzienie wody w skorupie planety w minerałach. Nie należy tego mylić z możliwością występowania podziemnych jezior, bo coś jeszcze innego.

Michael Meyer, prowadzący projekt eksploracji Marsa w NASA zwraca uwagę, że wychwytywanie wody przez minerały ma miejsce także na Ziemi, jednakże u nas za sprawą tektoniki płyt, następuje przywrócenie pierwotnego stanu.

Mars, mozaika ponad 100 zdjęć wykonanych przez orbiter Viking. Wydaje się być suchym światem. Ale to nie musi być do końca prawda

Łazik Perseverance jak wiemy, ma przygotować próbki gruntu do przywiezienia w przyszłości na Ziemię. Dla naukowców, badających zagadkę utraty wody przez Marsa, te próbki będą szczególnie cenne.

Poznając historię Marsa, poznajemy także część naszej własnej historii, a także dowiadujemy się jak mogły potoczyć się losy planet skalistych w innych zakątkach kosmosu. Niedawno wspominałem o planecie, która zmieniła się z gazowego giganta w skalista planetę z nowo powstałą atmosferą, a to tylko jeden z przykładów jak różnorodna potrafi być ewolucja planet.

Źródło: NASA, ESA, inf. własna

Czytaj więcej o eksploracji Czerwonej Planety:

• I na Marsie najlepszy aparat to ten, który jest pod ręką - nawet jeśli tylko o rozdzielczości VGA
• Dokąd pojedzie Perseverance? Kiedy poleci Ingenuity? Zwiedzamy okolicę lądowania
• Łazik Perseverance już nadaje z Marsa - kto na Ziemi odbiera te dane i w jaki sposób?