Dzięki wielu misjom, które badały Marsa w ostatnich latach, naukowcy zdają sobie sprawę, że około 4 miliardy lat temu planeta była zupełnie innym miejscem. Oprócz gęstszej atmosfery Mars był również cieplejszym i bardziej wilgotnym miejscem, z płynną wodą pokrywającą znaczną część powierzchni planety. Niestety, gdy Mars stracił atmosferę w ciągu setek milionów lat, oceany te stopniowo zanikły.
Kiedy i gdzie powstały te oceany, były przedmiotem wielu badań naukowych i debat. Według nowego badania przeprowadzonego przez zespół naukowców z UC Berkeley istnienie tych oceanów było związane z powstaniem układu wulkanicznego Tharis. Dalej teoretyzują, że te oceany powstały kilkaset milionów lat wcześniej niż oczekiwano i nie były tak głębokie, jak wcześniej sądzono.
Badanie, zatytułowane „Czas oceanów na Marsie od deformacji linii brzegowej”, niedawno ukazało się w czasopiśmie naukowym Natura. Badanie zostało przeprowadzone przez Roberta I. Citrona, Michaela Mangę i Douglasa J. Hemingwaya - doktoranta, profesora i doktora habilitowanego na Wydziale Nauk o Ziemi i Planetarnych oraz Centrum Integracyjnej Nauki Planetarnej (odpowiednio).
Jak wyjaśnił Michael Manga w ostatnim komunikacie prasowym Berkeley News:
„Założeniem było, że Tharsis powstał szybko i wcześnie, a nie stopniowo, a oceany przybyły później. Mówimy, że oceany są wcześniejsze i towarzyszą wylewom lawy, które stworzyły Tharsis. ”
Debata na temat wielkości i zasięgu dawnych oceanów Marsa jest spowodowana pewnymi niespójnościami, które zaobserwowano. Zasadniczo, gdy Mars stracił atmosferę, jego wody powierzchniowe zamarzłyby, zamieniając się w podziemną wieczną zmarzlinę lub uciekając w kosmos. Ci naukowcy, którzy nie wierzą, że Mars miał kiedyś oceany, wskazują na fakt, że szacunki dotyczące ilości wody, którą można było ukryć lub utracić, nie są zgodne z szacunkami dotyczącymi rozmiarów oceanów.
Co więcej, lód skoncentrowany obecnie w czapach polarnych nie wystarczy, aby stworzyć ocean. Oznacza to, że na Marsie było mniej wody niż wskazują wcześniejsze szacunki lub że inny proces był odpowiedzialny za utratę wody. Aby rozwiązać ten problem, Citron i jego koledzy stworzyli nowy model Marsa, w którym oceany powstały przed największą wulkaniczną cechą Marsa lub w tym samym czasie - Tharsis Montes, około 3,7 miliarda lat temu.
Ponieważ Tharsis był wówczas mniejszy, nie spowodował tego samego poziomu deformacji skorupy, co później. Dotyczyłoby to zwłaszcza równin, które pokrywają większość półkuli północnej i są uważane za starożytne dno morskie. Biorąc pod uwagę, że region ten nie podlegał tej samej zmianie geologicznej, która nastąpiłaby później, byłby płytszy i utrzymywałby około połowy wody.
„Założeniem było, że Tharsis powstało szybko i wcześnie, a nie stopniowo, a oceany przybyły później” - powiedziała Manga. „Mówimy, że oceany poprzedzają wylania lawy, które stworzyły Tharsis”.
Ponadto zespół teoretyzował również, że aktywność wulkaniczna, która stworzyła Tharsis, mogła być odpowiedzialna za powstawanie wczesnych oceanów Marsa. Zasadniczo wulkany wyrzucałyby gazy i popiół wulkaniczny do atmosfery, co doprowadziłoby do efektu cieplarnianego. Ogrzałoby to powierzchnię do punktu, w którym mogłaby tworzyć się ciekła woda, a także stworzyło podziemne kanały, które pozwoliły wodzie dotrzeć do równin północnych.
Ich model przeciwstawia się także innym wcześniejszym założeniom dotyczącym Marsa, zgodnie z którymi proponowane linie brzegowe są bardzo nieregularne. Zasadniczo to, co uważano za własność „od frontu wody” na starożytnym Marsie, różni się wysokością nawet o kilometr; podczas gdy na Ziemi linie brzegowe są równe. To również można wytłumaczyć wzrostem wulkanicznego regionu Tharsis, około 3,7 miliarda lat temu.
Korzystając z aktualnych danych geologicznych Marsa, zespół był w stanie prześledzić, w jaki sposób nieprawidłowości, które widzimy dzisiaj, mogły powstawać w czasie. Miałoby to miejsce, gdy pierwszy ocean Marsa (Arabia) zaczął tworzyć 4 miliardy lat temu i był świadkiem pierwszych 20% wzrostu Tharsis Montes. Gdy wulkany rosły, ziemia uległa depresji, a linia brzegowa zmieniła się z czasem.
Podobnie, nieregularne linie brzegowe kolejnego oceanu (Deuteronilus) można wytłumaczyć tym modelem, wskazując, że powstał on podczas ostatnich 17% wzrostu Tharsis - około 3,6 miliarda lat temu. W ten sposób można również wyjaśnić funkcję Isidis, która wydaje się być starożytnym dnem jeziora lekko oddalonym od linii brzegowej Utopii. Gdy ziemia zdeformowała się, Isidis przestała być częścią oceanu północnego i stała się połączonym dnem.
„Te linie brzegowe mogły zostać umieszczone przez dużą część ciekłej wody, która istniała przed i podczas umieszczania Tharsis, a nie później”, powiedział Citron. Jest to z pewnością zgodne z obserwowalnym wpływem Tharsis Mons na topografię Marsa. Jego masa nie tylko tworzy wybrzuszenie po przeciwnej stronie planety (kompleks wulkaniczny Elysium), ale masywny system kanionowy pomiędzy nimi (Valles Marineris).
Ta nowa teoria nie tylko wyjaśnia, dlaczego poprzednie szacunki dotyczące objętości wody na równinach północnych były niedokładne, ale może także uwzględniać sieci dolin (przecinane przez przepływającą wodę), które pojawiły się mniej więcej w tym samym czasie. W nadchodzących latach teorię tę mogą przetestować roboty-roboty NASA i inne agencje kosmiczne wysyłające na Marsa.
Zastanów się nad eksploracją wnętrz NASA za pomocą badań sejsmicznych, geodezji i transportu ciepła (InSight), które ma się rozpocząć w maju 2018 r. Po dotarciu do Marsa lądownik użyje zestawu zaawansowanych instrumentów - w tym sejsmometru, sondy temperatury i instrument nauki radiowej - do pomiaru wnętrza Marsa i dowiedzenia się więcej o jego działalności geologicznej i historii.
NASA przewiduje między innymi, że InSight może wykryć pozostałości starożytnego oceanu Marsa zamrożone we wnętrzu, a być może nawet płynną wodę. Obok Mars 2020 łazik, ExoMars 2020oraz ewentualne misje załogowe, oczekuje się, że wysiłki te zapewnią pełniejszy obraz przeszłości Marsa, który obejmie czas, w którym miały miejsce duże wydarzenia geologiczne oraz ich wpływ na ocean i linię brzegową planety.
Im więcej dowiadujemy się o tym, co wydarzyło się na Marsie w ciągu ostatnich 4 miliardów lat, tym więcej dowiadujemy się o siłach, które ukształtowały nasz Układ Słoneczny. Badania te mają również duży wpływ na pomoc naukowcom w określeniu, w jaki sposób i gdzie mogą tworzyć się warunki życia. To (mamy nadzieję) pomoże nam kiedyś zlokalizować życie w innym układzie gwiezdnym!
Odkrycia zespołu były również przedmiotem artykułu, który został zaprezentowany w tym tygodniu na 49. Konferencji Nauk Księżycowych i Planetarnych w The Woodlands w Teksasie.
Dalsze wiadomości: Berkeley News, Natura
