Kiedy na Marsie padał śnieg i deszcz - nowe dowody na mokrą przeszłość Czerwonej Planety

Czerwona Planeta miała w swojej historii znacznie bardziej mokry rozdział, niż dotychczas sądziliśmy. Grupa naukowców zajmujących się planetami i geologami z University of Colorado w Boulder (USA) przedstawiła nowe badania dowodzące, że w odległej przeszłości na Marsie występowały obfite opady deszczu, które prawdopodobnie zasilały wiele rzek i kanałów widocznych do dziś na powierzchni planety.

Badanie przeprowadzone przez zespół pod kierownictwem dr Amandy Steckel rzuca nowe światło na długo dyskutowaną kwestię - źródło wody, która ukształtowała marsjański krajobraz. Wyniki badań zostały opublikowane w całości w czasopiśmie Journal of Geophysical Research: Planets, a ich krótki opis można znaleźć na popularnonaukowej stronie internetowej Phys.org.

Naukowcy z Colorado oparli swoje analizy na wcześniejszych badaniach wskazujących, że woda była obecna na powierzchni Marsa w okresie od 4,1 do 3,7 miliardów lat temu. To właśnie ta woda ukształtowała charakterystyczną rzeźbę terenu Czerwonej Planety, którą możemy obecnie obserwować dzięki orbiterom i łazikom. Na jej dawną obecność wskazują liczne wyschnięte kanały, ujścia rzek i pozostałości po jeziorach rozsianych po powierzchni Marsa.

Chociaż istnienie tych formacji wodnych jest bezsprzeczne, naukowcy od lat toczą debaty dotyczące pochodzenia tej wody. Niektórzy badacze uważają, że Mars zawsze był tak zimny i suchy jak obecnie, a obserwowane formacje powstały w wyniku sporadycznego topnienia lodowców. Przeciwna teoria zakłada, że we wczesnym okresie swojej historii Mars miał ciepły i wilgotny klimat, z regularnym cyklem opadów podobnym do ziemskiego.

Zespół dr Steckel postanowił porównać obie teorie za pomocą zaawansowanego modelowania komputerowego. Naukowcy stworzyli symulacje pokazujące, w jaki sposób woda mogła ukształtować powierzchnię Marsa do stanu, jaki znamy dzisiaj.

Modelowanie wykazało, że charakterystyczne doliny rzeczne, które obserwujemy na Czerwonej Planecie, powstały najprawdopodobniej w wyniku obfitych opadów deszczu lub śniegu, a nie tylko topnienia lodowców.

„Oczywiście, trudno jest wydać jakiekolwiek jednoznaczne oświadczenie” – mówi Steckel. „Ale widzimy, że doliny Marsa rodzą się na dużych wysokościach i rozciągają się w dół. Trudno to wyjaśnić tylko wpływem lodowców”.

Badacze zwracają szczególną uwagę na rejony równikowe Marsa, gdzie występują rozległe sieci kanałów rozgałęziających się jak korony drzew. Według naukowców, te formacje najlepiej wyjaśnia teoria opadów atmosferycznych. 

Co więcej, te rozgałęzione systemy kanałów często kończyły swój bieg w dużych zbiornikach, które interpretowane są jako dawne jeziora, a być może nawet ocean.

Jednym z najlepiej zbadanych takich miejsc jest krater Jezero, w którym obecnie pracuje łazik Perseverance NASA. Ten krater uważany jest za pozostałość dużego jeziora. Łazik już znalazł dowody na to, że w zamierzchłej przeszłości do tego jeziora wpływała potężna rzeka. Ślady jej przepływu są widoczne na dnie krateru w postaci dużych głazów przyniesionych przez nurt wody.

„Aby przetransportować takie głazy do delty, potrzebny jest potężny przepływ wody o wysokości kilku metrów” – mówi współautor badania Brian Hynek.

W ramach swojego badania, naukowcy stworzyli szczegółowy model ewolucji krajobrazu Marsa w pobliżu jego równika. Eksperymentowali z różnymi scenariuszami, uwzględniając zarówno różne poziomy opadów, jak i topnienie lodowców. W symulacjach pozwalali wodzie przepływać po powierzchni Czerwonej Planety przez dziesiątki lub nawet setki tysięcy lat, obserwując powstające formacje geologiczne.

Wyniki tych symulacji pokazały, że choć niektóre elementy współczesnej rzeźby terenu Marsa mogły powstać zarówno pod wpływem lodowców, jak i opadów atmosferycznych, to scenariusze z deszczem okazały się znacznie częstsze i lepiej odpowiadające rzeczywistym formacjom geologicznym. 

Gdy w modelach uwzględniano topnienie czap lodowych, źródła dolin tworzyły się na dużych wysokościach, mniej więcej wzdłuż krawędzi miejsc, w których znajdowały się lodowce. Jednak to model z intensywnymi opadami deszczu lub śniegu najlepiej odtwarzał ślady, które obecnie uznajemy za pozostałości po wodzie powierzchniowej.

Odkrycia zespołu z University of Colorado mają istotne znaczenie dla naszego rozumienia historii klimatu Marsa i jego potencjału do podtrzymywania życia w przeszłości. Jeśli na Marsie rzeczywiście padały obfite deszcze, oznacza to, że planeta miała kiedyś gęstą atmosferę i cykl hydrologiczny przypominający ziemski - warunki, które mogły sprzyjać rozwojowi prymitywnych form życia.

Badanie to wpisuje się w szerszy obraz Marsa jako planety, która przeszła dramatyczną transformację klimatyczną - od potencjalnie życiodajnego świata z płynącą wodą i regularnymi opadami deszczu do zimnej, suchej pustyni, jaką znamy dzisiaj. Zrozumienie, dlaczego i jak doszło do tej transformacji, może dostarczyć cennych wskazówek dotyczących ewolucji planet i stabilności klimatu - również na naszej własnej.

Naukowcy planują kontynuować badania, udoskonalając swoje modele komputerowe i analizując nowe dane napływające z marsjańskich misji. Każdy nowy dowód przybliża nas do pełniejszego zrozumienia fascynującej historii geologicznej naszego planetarnego sąsiada.
astronomia, Mars, geologia, woda, klimat​​​​​​​​​​​​​​​​