Nowoczesny krajobraz Marsa to coś w rodzaju paradoksu. Wiele cech powierzchni jest bardzo podobnych do tych na Ziemi, które są spowodowane erozją wodną. Ale dla ich życia naukowcy nie wyobrażają sobie, jak woda mogła przelatywać na zimnej i wysuszonej powierzchni Marsa przez większą część historii Marsa. Podczas gdy Mars był kiedyś cieplejszym, wilgotniejszym miejscem, od miliardów lat ma bardzo cienką atmosferę, co sprawia, że przepływ wody i erozja są bardzo mało prawdopodobne.
W rzeczywistości, podczas gdy powierzchnia Marsa okresowo staje się wystarczająco ciepła, aby umożliwić rozmrożenie lodu, płynna woda gotowałaby się po wystawieniu na działanie cienkiej atmosfery. Jednak w nowym badaniu prowadzonym przez międzynarodowy zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Francji i Szwajcarii ustalono, że inny rodzaj procesu transportu obejmujący sublimację lodu wodnego mógłby doprowadzić do tego, że krajobraz marsjański stałby się tym, czym jest dzisiaj .
Badanie, którym kierował dr Jan Raack - pracownik naukowy Marie Skłodowska-Curie na The Open University - zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie naukowym Komunikacja przyrodnicza. Badanie zatytułowane „Lewitacja osadów wywołanych przez wodę usprawnia transport w dół zbocza na Marsie”. Badanie polegało na eksperymentach, w których sprawdzono, w jaki sposób procesy na powierzchni Marsa umożliwiają transport wody bez jej postaci płynnej.
Aby przeprowadzić eksperymenty, zespół wykorzystał komorę symulacji Marsa, instrument z The Open University, który jest w stanie symulować warunki atmosferyczne na Marsie. Obejmowało to obniżenie ciśnienia atmosferycznego w komorze do normalnego dla Marsa - około 7 mbar, w porównaniu do 1000 mbar (1 bar lub 100 kilopaskali) na Ziemi - przy jednoczesnym dostosowaniu temperatur.
Na Marsie temperatura waha się od niskiej -143 ° C (-255 ° F) zimą na biegunach do wysokiej 35 ° C (95 ° F) na równiku w południe w lecie. Po odtworzeniu tych warunków zespół odkrył, że gdy lód wodny wystawiony na symulowaną marsjańską atmosferę, po prostu się nie stopi. Zamiast tego stałby się niestabilny i zaczął gwałtownie wrzeć.
Zespół odkrył jednak również, że proces ten byłby w stanie przenosić duże ilości piasku i osadów, co skutecznie „unosiłoby się” na wrzącej wodzie. Oznacza to, że w porównaniu z Ziemią stosunkowo niewielkie ilości ciekłej wody są w stanie przenosić osady na powierzchni Marsa. Te lewitujące kieszenie piasku i gruzu byłyby w stanie uformować duże wydmy, wąwozy, powracające linie stoków i inne cechy obserwowane na Marsie.
W przeszłości naukowcy wskazywali, w jaki sposób te cechy były wynikiem transportu osadów w dół zboczy, ale nie byli pewni co do mechanizmów za nimi. Jak wyjaśnił dr Jan Raack w komunikacie prasowym OUNews:
„Nasze badania wykazały, że ten efekt lewitacji spowodowany wrzącą wodą pod niskim ciśnieniem umożliwia szybki transport piasku i osadów po powierzchni. To nowe zjawisko geologiczne, które nie ma miejsca na Ziemi i może być niezbędne do zrozumienia podobnych procesów na innych powierzchniach planet ”.
Dzięki tym eksperymentom dr Raack i jego koledzy byli w stanie rzucić światło na to, w jaki sposób warunki na Marsie mogą pozwolić na cechy, które zwykle kojarzymy z przepływającą wodą tutaj na Ziemi. Oprócz pomocy w rozwiązaniu nieco kontrowersyjnej debaty dotyczącej historii geologicznej i ewolucji Marsa, niniejsze badanie ma również znaczenie, jeśli chodzi o przyszłe misje eksploracyjne.
Dr Raack uznaje potrzebę dalszych badań w celu potwierdzenia wniosków z badań i wskazał, że ESA ExoMars 2020 Rover będzie dobrze przygotowany do przeprowadzenia go po wdrożeniu:
„Jest to kontrolowany eksperyment laboratoryjny, jednak badania pokazują, że wpływ stosunkowo niewielkich ilości wody na Marsa w tworzeniu cech na powierzchni mógł być powszechnie niedoceniany. Musimy przeprowadzić więcej badań nad tym, jak woda lewituje na Marsie, a misje takie jak ESA ExoMars 2020 Rover zapewnią niezbędny wgląd, aby pomóc nam lepiej zrozumieć naszego najbliższego sąsiada. ”
Badanie zostało współautorem naukowców ze STFC Rutherford Appleton Laboratory, University of Bern i University of Nantes. Pierwotna koncepcja została opracowana przez Susan J. Conway z University of Nantes i została sfinansowana z grantu z infrastruktury badawczej Europlanet 2020, która jest częścią unijnego programu badań i innowacji „Horyzont 2020”.
Koniecznie obejrzyj wideo dr. Jana Raacka, wyjaśniające również ich eksperyment, dzięki uprzejmości The Open University:
