Επιλεγμένα

Τι συνέβη με το νερό του πλανήτη Άρη; Νέα έρευνα αποκαλύπτει …

Από στις 20 Μάρτιος 2021

Δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ο Κόκκινος Πλανήτης ήταν πολύ περισσότερο μπλε: σύμφωνα με στοιχεία που ακόμη βρίσκονται στην επιφάνεια, άφθονο νερό έρρεε σε όλο τον Άρη και δημιουργούσε δεξαμενές, λίμνες και βαθείς ωκεανούς. Το ερώτημα που αναδύεται είναι: που πήγε όλο αυτό το νερό; Η απάντηση: Πουθενά. Σύμφωνα με νέα έρευνα από το Caltech (California Institute of Technology) και το JPL (Jet Propulsion Laboratory), σημαντικό μέρος του νερού του Άρη – μεταξύ 30% – 99% – παγιδεύτηκε μέσα στα ορυκτά στον φλοιό του πλανήτη. Η έρευνα αποτελεί πρόκληση για την ισχύουσα θεωρία που υποστηρίζει ότι το νερό του Κόκκινου Πλανήτη διέφυγε στο διάστημα.

Η ομάδα των Caltech/JPL βρήκε ότι περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ο Άρης είχε επάνω του αρκετό νερό για έχει καλυμμένο όλο τον πλανήτη με έναν ωκεανό περίπου 100 μέχρι 1.500 μέτρα βάθος. Έναν όγκο περίπου ισοδύναμο με το μισό του Ατλαντικού Ωκεανού της Γης. Όμως, ένα δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα, ο πλανήτης ήταν τόσο ξηρός όσο είναι σήμερα. Προηγουμένως, οι επιστήμονες αναζητώντας να εξηγήσουν τι συνέβη με το ρέον νερό του Άρη είχαν προτείνει ότι διέφυγε στο διάστημα, θύμα της μικρής βαρύτητας του Άρη. Αν και ορισμένο νερό πράγματι έφυγε από τον Άρη με αυτό τον τρόπο, τώρα φαίνεται ότι τέτοια διαφυγή δεν μπορεί να εξηγήσει την περισσότερη από την απώλεια του νερού.

Η ομάδα μελέτησε την ποσότητα του νερού στον Άρη κατά την πάροδο του χρόνου σε όλες τις μορφές (υδρατμό, υγρό και πάγο) και τη χημική σύσταση της τωρινής ατμόσφαιρας του πλανήτη και του φλοιού μέσω τη ανάλυσης μετεωριτών, καθώς και χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που παρήχθησαν από τα ρόβερ στον Άρη και τους τροχιακούς δορυφόρους, κοιτώντας ιδιαίτερα το λόγο του δευτέριου προς το υδρογόνο (D/H). Το νερό αποτελείται από υδρογόνο και οξυγόνο: H2O. Δεν δημιουργούνται, ωστόσο, όλα τα άτομα υδρογόνου ίδια. Υπάρχουν δυο σταθερά ισότοπα υδρογόνου. Η μεγάλη πλειονότητα των ατόμων υδρογόνου έχουν μόνο ένα πρωτόνιο στον πυρήνα του ατόμου, ενώ ένα πολύ μικρό κλάσμα (περίπου 0,02%) υπάρχει ως δευτέριο ή όπως αποκαλείται «βαρύ» υδρογόνο, το οποίο έχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο στον πυρήνα.

Το ελαφρύτερο υδρογόνο (γνωστό και ως πρώτιο) έχει έναν ανετότερο χρόνο διαφυγής από τη βαρύτητα του πλανήτη στο διάστημα από ότι το βαρύτερο ομόλογό του. Εξαιτίας αυτού, η διαφυγή του νερού ενός πλανήτη μέσω της ανώτερης ατμόσφαιρας θα πρέπει να αφήνει μια ένδειξη, ένα σημάδι, στο λόγο του δευτέριου προς το υδρογόνο στην ατμόσφαιρα του πλανήτη: θα πρέπει να είναι ένα υπερμέγεθες κομμάτι του δευτέριου που αφήνει πίσω του. Ωστόσο, η απώλεια του νερού αποκλειστικά μέσω της ατμόσφαιρας δεν μπορεί να εξηγήσει τόσο την παρατηρούμενη ένδειξη δευτέριου προς υδρογόνο στην Αρειανή ατμόσφαιρα, όσο και τα μεγάλα ποσά νερού στο παρελθόν. Αντ’ αυτού, η μελέτη προτείνει ότι ένας συνδυασμός των δυο μηχανισμών – της παγίδευσης του νερού σε ορυκτά στο φλοιό του πλανήτη και η απώλεια του νερού στην ατμόσφαιρα – μπορεί να εξηγήσει την παρατηρούμενη ένδειξη δευτερίου προς υδρογόνο στην Αρειανή ατμόσφαιρα.

Όταν το νερό αλληλεπιδρά με το πέτρωμα, η χημική διάβρωση σχηματίζει άργιλο και άλλα ένυδρα ορυκτά που περιέχουν νερό ως μέρος της δομής τους. Η διεργασία αυτή συμβαίνει στη Γη καθώς και στον Άρη. Επειδή η Γη είναι τεκτονικά ενεργή, ο παλιός φλοιός συνεχώς λιώνει μέσα στον μανδύα και σχηματίζει νέο φλοιό στα όρια των πλακών, ανακυκλώνοντας το νερό και τα άλλα μόρια πίσω στην ατμόσφαιρα μέσω των ηφαιστειακών διεργασιών. Ο Άρης, ωστόσο, είναι κυρίως τεκτονικά ανενεργός και έτσι το «άνυδρο» της επιφάνειας, όταν συμβαίνει, είναι μόνιμο.

Η ατμοσφαιρική διαφυγή, καθαρά, έχει έναν ρόλο στην απώλεια του νερού, αναφέρεται από την ερευνητική ομάδα, όμως τα ευρήματα της τελευταίας δεκαετίας των αποστολών στον Άρη έχουν δείξει το γεγονός ότι υπήρχε αυτό το τεράστιο ρεζερβουάρ των αρχαίων ένυδρων ορυκτών των οποίων ο σχηματισμός σίγουρα μείωσε τη διαθεσιμότητα του νερού με το χρόνο. Όλο αυτό το νερό απομακρύνθηκε αρκετά νωρίς και από τότε ποτέ να επέστρεψε. Η έρευνα αποτυπώνει την σημασία του να υπάρχουν πολλοί τρόποι να ερευνηθεί ο Κόκκινος Πλανήτης.

Πηγή: California Institute of Technology

Περισσότερα στη δημοσίευση: Long-term Drying of Mars Caused by Sequestration of Ocean-scale Volumes of Water in the Crust. Science.

Κωνσταντίνος Ζώκος

Κωνσταντίνος Ζώκος

Φυσικός, Δάσκαλος Φυσικής