W ostatnich latach kolejne sondy marsjańskie dostarczyły zdjęć i danych, które pozwalają naukowcom snuć hipotezy dotyczące historii wody na Marsie. Ten popularny temat doczekał się więc nowych publikacji. W najnowszym numerze magazynu Science naukowcy donoszą o odnalezieniu pierwszych dowodów na obecność wody w południowej czapie lodowej, w której do tej pory wykrywano tylko zamarznięty dwutlenek węgla. W innym artykule natomiast grupa naukowców przedstawia teorię, która wyjaśnia, w jaki sposób na Marsie w przeszłości mogła pojawiać się i znikać płynąca woda. Obie prace mogą mieć fundamentalne znaczenie dla przyszłych misji poszukujących wody i życia na Marsie.

W świetle posiadanych danych, naukowcy nie mają wątpliwości, że po powierzchni planety płynęła kiedyś woda. Odkryto związki chemiczne, które mogły powstać tylko w wodzie. Zauważono głębokie i płytkie wąwozy, pola usłane kamieniami, za którymi widoczne są charakterystyczne ślady opływowe z drobnego osadu, doliny powodziowe, pożłobione obszary przywodzące na myśl delty rzeczne, a nawet baseny oceaniczne. Wszystkie te cech krajobrazu Marsa wskazują, że planeta mogła być kiedyś cieplejsza i gościnniejsza, tak że nawet mogło powstać tam życie.

Jednak nie wszyscy naukowcy uznali to stwierdzenie za przekonywujące. Amerykańscy uczeni z University of Colorado i NASA zauważają, że wiele śladów po tych domniemanych ciekach wodnych nie ma rozległej, dojrzałej sieci dopływów, która świadczyłaby o długotrwałej obecności wody. Dotyczy to również największej struktury, Valles Marineris. Naukowcy stawiają więc konkurencyjną hipotezę która mówi, że woda mogła pojawić się na Marsie wraz z uderzeniem dużych planetoid lub komet. Ich obliczenia wskazują, że za pomocą modelu impaktowego można wyjaśnić cechy krajobrazu Marsa.

„Zdecydowanie widzimy doliny rzeczne na Marsie, ale nie możemy znaleźć dopływów, co wskazuje, że system rzeczny nie był tak rozwinięty jak jest na Ziemi. Kiedy w latach siedemdziesiątych odkryto doliny rzeczne na Marsie, podejrzewano, że w historii planety było okres ciepłego klimatu, podobnego do ziemskiego, z rzekami i oceanami” – mówi Owen Toon, profesor z Uniwersytetu w Kolorado. – „Nasze zainteresowanie wzbudził fakt, że wielkie kratery na Marsie i doliny rzeczne wydają się pochodzić z tego samego okresu” – kontynuuje.

Naukowcy stworzyli model uderzeń większych ciał niebieskich w powierzchnię planety w ciągu ostatnich 3,5 miliarda lat. Wyliczyli, że większe lodowe ciała niebieski, o średnicy 100-200 kilometrów, uderzyły w planetę około 25 razy, co 10 do 20 milionów lat.

NASA/JPL

Na zdjęciu widoczne są żleby powstałe w Kraterze Newton. U ujścia żlebów widoczne są rumowiska skalne. Sądzi się, że żleby te powstały w wyniku erozji spowodowanej przez płynącą ciecz lub w wyniku osunięcia materii pod wpływem siły grawitacji. Zdjęcie wykonano za pomocą kamery Mars Orbiter Camera (MOC), instrumentu znajdującego się na pokładzie sondy Mars Global Surveyor.

Autorzy hipotezy obliczyli, jakie skutki dla warunków panujących na powierzchni i w atmosferze Marsa miały upadki obiektów, których dziełem są kratery, odkryte na Marsie. Okazało się, że przy założeniu, iż grunt marsjański zawierał wówczas zamarzniętą wodę – tak jak ma to miejsce obecnie – to już energia wyzwolona podczas uderzenia najmniejszej z rozpatrywanych planetoid (o średnicy przynajmniej 100 km, co przekłada się na krater impaktowy o średnicy około 600 km) przejściowo wytworzyłaby na Marsie klimat dużo bardziej gorący i wilgotny niż ziemskie tropiki.

Materiał z samego krateru, rozproszony po całym globie uwolniłby wystarczającą ilość wody, by pokryć planetę metrową warstwą wody. Dodatkowej wody dostarczyłby sam obiekt, prawdopodobnie zawierający jej około 5 procent masy. Woda ta spadłaby w formie bardzo gorącego deszczu, o temperaturze ponad tysiąca stopni Celsjusza. Wytworzone ciepło utrzymałoby temperaturę na poziomie przewyższającym punkt zamarzania przez około 2 lata, co musiałoby spowodować stopnienie czap polarnych i uwolnienie wody z wiecznej zmarzliny w gruncie.

Obiekt o średnicy 250 km ogrzałby Marsa na 200 około lat. Brak dwutlenku węgla, czy innego gazu cieplarnianego w atmosferze planety, nie pozwolił na dłuższe ogrzanie i „roztopienie” planety. Wkrótce Mars musiał zamarznąć znowu, pogrążając się w wiecznej zimie.

NASA

Model Marsa prezentujący jego powierzchnię pokrytą znaczną ilością wody. Naukowcy wierzą, że planeta ta mogła tak kiedyś wyglądać.

Dalsze obliczenia autorów dowodzą, że jedna taka planetoida to aż nadto, by wytłumaczyć wielkość wszystkich marsjańskich „kanałów”. Prawdopodobnie po kolejnych upadkach planetoid uruchomiona woda wykorzystywała istniejące już koryta.

W świetle tej hipotezy, szansa na istnienie życia na Marsie wydaje się bardzo nikła, ponieważ w ciągu kilkuset „mokrych” lat ewolucja najprawdopodobniej nie zdążyłaby wykształcić nawet bakterii.

W okresie pomiędzy uderzeniami planetoid, ogromne ilości wody zostawały uwięzione w postaci lodu na powierzchni planety. Naukowcy odnaleźli ogromne zasoby lodu w północnej czapie polarnej na Marsie, jednak jeśli chodzi o czapę południową, to w jej składzie odnaleziono jedynie zamarznięty dwutlenek węgla. Jednak najnowsze badania wykonane za pomocą przyrządu THEMIS (Thermal Emission Imaging System) znajdującego się na pokładzie mars Odyssey oraz TES (Thermal Emission Spectrometer), znajdującego się na Mars Global Surveyor, pozwalają przypuszczać, że tam również znajduje się woda.

„Kiedy po raz pierwszy zobaczyliśmy zdjęcia z THEMIS, zauważyliśmy, że nie wszystkie ciemne obszary mają tą samą temperaturę, co wskazywało, że są zbudowane z różnych substancji, być może nawet wody” – powiedział Timothy Titus z USGS.

Szczególnie interesujący okazał się obszar określany jako Unit I, który latem, po sublimacji suchego lodu ogrzewał się tylko nieznacznie. Temperatura regionu, około -70 stopni Celsjusza była zbliżona do temperatury zamarzniętej wody w północnej pokrywie lodowej i była to górna granica temperatury, jaką osiąga na Marsie lód, zanim sublimuje. Dodatkowo temperatura regionu nie różniła się bardzo między dniem i nocą, co również wskazywało, że obszar buduje lód wodny.

Sąsiedni obszar wykazywał inne cechy, temperatury były wyższe w dzień i niższe w nocy. Titus uważa, że tam również znajduje się woda, tylko ale pod 2-7 milimetrową warstwą pyłu. „Obniżanie się temperatury w nocy, to efekt jakiego można się spodziewać po warstwie wody schowanej pod cienką warstwą pyłu” – mówi naukowiec.

Titus i jego koledzy sądzą, że znaleziona przez nich woda, to tylko „wierzchołek góry lodowej”, a cała masa wody czeka na odkrycie na południowej czapie polarnej Marsa.