Nauka

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

Karol Żebruń | Redaktor serwisu benchmark.pl
7 komentarzy Dyskutuj z nami

Historia Marsa to między innymi historia jego wody. Dotychczasowa obowiązująca teoria co do jej ucieczki w kosmos została ostatnio podważona. Argumenty są mocne, a jeśli powiedzie się misja Perseverance, będą być może jeszcze mocniejsze.

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).

Szkło czy lód
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.

Woda meduza

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 Perseverance ślady kół

Ciekawostka - to nie Ziemia jest planetą z największą ilością wody. Nie jest to też Mars, a znajdziemy ją nawet na Słońcu

Ziemia, błękitna planeta, ze względu na fakt, że jej powierzchnia jest w około trzech czwartych pokryta oceanami, wydaje się nam być największym rezerwuarem wody w Układzie Słonecznym. Prawda jest jednak inna. Woda nie dość że występuje na innych planetach, czy ich księżycach, to znajduje się tam z znacznie większej ilości niż na Ziemi. I to nie tylko biorąc pod uwagę objętość w stosunku do rozmiaru planety, ale też masę tej wody. Całkowita ilość wody w różnym stanie skupienia w Układzie Słonecznym to co najmniej kilkadziesiąt razy więcej niż jest jej na Ziemi.

Ganimedes wnętrze
Jedynie 0,12% objętości Ziemi stanowi woda. W przypadku Ganimedesa jest to nawet 46%. Choć jest on znacznie mniejszy od Ziemi, to ilość wody w postaci ciekłej i lodowej znacząco przekracza zasoby Ziemskie. Na obrazku wizualizacja jednej z teorii dotyczących budowy wewnętrznej tego księżyca

Woda poza Ziemią występuje jako ciekła co prawdopodobnie ma miejsce we wszechoceanach na księżycach Jowisza, Saturna czy być może nawet na Plutonie, albo w postaci lodu, który stanowi pokrywę pełniącą rolę skorupy chroniącej wspomniane wszechoceany. Woda może być też jednym ze składników wewnętrznych, stosunkowo niewielkich rdzeni gazowych gigantów, Neptuna i Urana. I to niekoniecznie jako lód, ale również w egzotycznej dla nas postaci superjonowej (woda poddana bardzo wysokiemu ciśnieniu, która zachowuje się po trosze jak kryształ, po trosze jak metal, a po trosze jak znana nam ciecz).

Co ciekawe wodę w postaci pary wykryto także na Słońcu. Nie zaobserwowano jej bezpośrednio, ale dzięki analizie linii widmowych regionów słońca zwanych plamami słonecznymi. To obszary znacznie chłodniejsze niż otoczenie, temperatura w nich może spadać nawet poniżej 1000 stopni Celsjusza. Tam to właśnie podejrzewa się, że para wodna może istnieć.

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.

Mars ucieczka wody

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 zdjęć z orbitera Viking
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:

Komentarze

7
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Dodaj
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    kitamo
    Swietny artykuł. Jest nadzieja w ze na BMK jeszcze jest płomień.
    10
  • avatar
    Grundi
    Muszę przyznać, że te artykuły o kosmosie, które są mega ciekawe i douczające, są ostatnim fundamentem jakości tego portalu. Oby tak dalej! Dzięki autorowi za ciekawą lekturę!
    6
  • avatar
    kalkulatorek
    Podziękował pięknie, miło się czytało...
    5
  • avatar
    Sander Cohen
    Bardzo przyjemny artykuł. Dzieki!
    5
  • avatar
    Damian_jo
    Nieźle Karol. Na prawdę fajnie się czyta twoje artykuły. O ile dłuższe artykuły czytałem średnio chętnie (dużo rzeczy dla mnie niezrozumiałych) o tyle twoje czytam od deski do deski i spokojnie je pochłaniam - coś zostaje pod kopułą. Dla mnie mega plus!
    4
  • avatar
    piomiq
    Spoko artykuł. Trochę przydługi wstęp na temat samej wody.
    1
  • avatar
    Spidergisz
    A z ziemi woda uchodzi w kosmos?