Víz a Marson: előfordulás, bizonyítékok és ősi vizek
Víz a Marson: felfedezések és bizonyítékok — ősi tavak, jég, spektrális ásványok és mai nyomok. Tudjon meg többet a marsi vizek titkairól!
A Marson kevesebb víz van, mint a Földön. A legtöbb ismert víz a krioszférában (permafroszt és sarki sapkák) található. Nincs folyékony víz. A vékony légkörben csak kis mennyiségű vízgőz található.
Kiegészítés és magyarázat: A Mars légköri nyomása általában jóval az ember által ismert víz egyensúlyi pontja (a víz hármaspontja) alatt van, ezért a felszíni víz gyorsan elpárologna vagy megfagyna. A felszíni körülmények miatt hosszú távon stabil folyékony víz nem marad meg, de a felszín alatt és a poliáris rétegekben nagy mennyiségű jég tárolódik. Emellett időszakosan a légkörben és a felszín közelében is előfordul vízgőz és párafelhalmozódás, különösen nappali felmelegedéskor.
Miért nincs tartós folyékony víz a felszínen?
A bolygó felszínén uralkodó körülmények nem teszik lehetővé a folyékony víz hosszú távú fennmaradását. Az átlagos légköri nyomás és hőmérséklet túl alacsony, ami megfagyasztja a vizet. Úgy tűnik azonban, hogy a Mars felszínén egykor folyékony víz áramlott. Ez olyan nagy területeket tenne ki, mint a földi óceánok.
Kiegészítés: A sók jelenléte (például klorátok és más elektrolitok) csökkentheti a víz olvadáspontját, így a felszínen rövid ideig tartó, sótartalmú (brin) folyadékok kialakulása elméletileg lehetséges. Ezek a brinek azonban csak speciális, átmeneti körülmények között maradhatnak folyékonyak.
Bizonyítékok a múltbeli és jelenlegi vízre
Számos jel utal arra, hogy a felszínen vagy a felszín alatt víz van, most vagy a régmúltban. Ezek közé tartoznak a patakmedrek, sarki sapkák, spektroszkópiai mérések, erodált kráterek. Emellett vannak olyan ásványok, amelyek gyakran folyékony víz jelenlétében keletkeznek (mint például a goethit), szürke, kristályos hematit, filoszilikátok, opál és szulfát.
Kiegészítés: Az eltérő ásványkomplexek fontos környezeti információkat adnak: a filoszilikátok (agyagásványok) általában semleges vagy enyhén lúgos, huzamosabb ideig vízben álló környezetre utalnak, míg a szulfátok gyakran savas, párolgásos körülményekhez kötődnek. A Mars felszínén talált hematit „bogyók” (az Opportunity leszálló által felfedezett kék szemcsék) és a lerakódott üledékek több helyen is ősi tavak vagy folyók nyomait jelzik.
Űrszondák és mérések
Az olyan Mars-körüli repülések, mint a Viking, a Mars Odyssey, a Mars Global Surveyor, a Mars Express és a Mars Reconnaissance Orbiter rendelkeztek kamerákkal. Felvételeket készítettek a látszólag ősi tavakról, ősi folyóvölgyekről és kiterjedt jégrétegekről. Egy Föld körül keringő Gamma-sugárspektrométer a bolygó nagy részének felszíne alatt jeget talált. Radaros vizsgálatok is találtak olyan jeget, amelyet gleccsereknek véltek. A Phoenix leszállóegység leszállásakor jeget mutatott ki a Marson. A Phoenix jégolvadást, hóesést, sőt folyékony vízcseppeket is látott.
Kiegészítés: Több küldetés is részletes adatokkal szolgált: a Mars Odyssey gamma- és neutron-spektrométere húzott ki nagy mennyiségű hidrogénre utaló jeleket (a felszín alatti jégre utalva), a Mars Express OMEGA műszere és a MRO spectrométerei pedig ásványi összetételt térképeztek. A MARSIS és SHARAD radarok mélyben lévő jégrétegeket vizsgáltak, és egyes radarmérések egy déli pólus alatti, folyékony vízre emlékeztető visszaverődést jeleztek — ez azonban vitatott és alternatív magyarázatok is lehetségesek. A Phoenix talajmintái perklorátokat mutattak, amelyek sóképződés, párolgás és brine-képződés szempontjából fontosak. A Curiosity és a Perseverance roverek további bizonyítékokat találtak ősi tavakra és folyódelta-rendszerekre (például a Gale-kráter és a Jezero-kráter vizsgálatai).
Sötét csíkok (RSL) és a tudományos vita
Egy friss jelentés szerint a Mars felszínén található sötét csíkokat víz okozta.
Kiegészítés és kontextus: Az ún. RSL (recurring slope lineae) — ismétlődő lejtőcsíkok — felfedezésekor felmerült, hogy ezek átmeneti sósvizes folyások nyomai lehetnek; néhány spektroszkópiai mérés hidratált sók jelenlétét jelezte, ami brine-képződésre utalhat. Ugyanakkor későbbi, nagyfelbontású képek és részletes vizsgálatok azt sugallták, hogy sok RSL száraz, szemcsés anyagok mozgásának eredménye lehet (granuláris áradás), nem feltétlenül folyékony víz áramlása. A kérdés továbbra is aktív kutatási téma: bizonyos helyeken a sók jelenléte és szezonális viselkedés nem zárja ki a rövid ideig tartó brinek lehetőségét, míg más helyeken a magyarázat száraz tömegmozgás.
Mi a helyzet a felszín alatti folyókkal vagy tavakkal?
Jelenlegi állás: Nincs meggyőző, egyértelmű bizonyíték kiterjedt felszín alatti folyókról vagy folyékony víz-tavakról a felszín közvetlen közelében. A sarki jégtakarók és a permafroszt nagy mennyiségű vizet tartalmaznak jég formájában. A mélyebb rétegekben, nagyobb nyomás alatt és megfelelő sótartalom mellett elképzelhető, hogy tartósabban folyékony állapot is előfordulhat, de ez ma még hipotetikus és részben vitatott.
Összegzés
- Őskori Mars: erős bizonyítékok arra utalnak, hogy a Marsnak voltak folyékony vizei és akár kiterjedtebb tavak, sőt esetleg tengerszerű medencék is a korai történetében.
- Mai Mars: a víz nagy része jégként található a sarkoknál és a talajban; a légkörben csak kevés vízgőz van, és a felszíni folyékony víz hosszú távon nem stabil.
- Átmeneti jelenségek: sók és helyi körülmények miatt rövid ideig folyékony brinek előfordulhatnak; a sötét csíkok (RSL) eredetét illetően azonban nincs konszenzus.
A Mars vízkutatása folyamatos; minden új küldetés és méréssorozat árnyalja a képet, és közelebb visz a kérdéshez: volt-e a Marson hosszabb távon lakható, folyékony vizes környezet, illetve hol és milyen formában található ma a víz, amely a jövőbeli emberes küldetések és az élet keresése szempontjából kritikus.
Egy művész elképzelése arról, hogyan nézhetett ki az ősi Mars, geológiai adatok alapján.
A szondák által talált víz
Számos Mars-körüli repülés és szonda talált bizonyítékot arra, hogy a Mars bolygón víz van. A Mariner 9 vízeróziót és vízlerakódást, időjárási frontokat és ködöket talált. A Viking 2 a téli időszakban szállt le a Marson, és fagyot talált. A Mars Global Surveyor, amely ősi vizet tudott kimutatni, azt találta, hogy a Mars nagyon hosszú ideig száraz volt. 2006. december 6-án a NASA közzétette a Terra Sirenum és a Centauri Montes nevű két kráterről készült fotókat, amelyeken 1999-ben és 2001-ben egy időben folyékony víz volt látható. A Pathfinder megállapította, hogy korábban is létezett víz a Marson. A Pathfinder megerősítette, hogy ahol leszállt, túl hideg van ahhoz, hogy folyékony víz legyen. A víz azonban folyékony állapotban lehet, ha különböző sókkal keveredik. A Pathfinder bizonyítékot talált arra is, hogy a Marson felhők és talán köd is jelen van. A Mars Odyssey sokkal több bizonyítékot talált a Marson lévő vízre. Az Odyssey által készített képek megerősítették, hogy a talaj jéggel van tele. 2003 júliusában egy kaliforniai konferencián elhangzott, hogy a Mars Odyssey fedélzetén lévő gammasugár-spektrométer (GRS) nagy mennyiségű vizet talált a Mars nagy területein. A Marson annyi jég van közvetlenül a felszín alatt, hogy kétszer is meg lehetne tölteni a Michigan-tavat.
Fagy a Viking 2 leszállóhelyén az Utopia Planitián
Folyékony vizet találtak a Marson
2011. augusztus 4-én a NASA közölte, hogy szezonális változásokat találtak. Ezeket a változásokat a déli féltekén található kráterek peremének közelében lévő vízmosásokban találták. Ez azt mutatja, hogy ott sós víz áramlik, majd elpárolog. Ez valamiféle maradványt hagy maga után.
A Mars óceán hipotézis egy olyan feltevés, amely szerint a Mars felszínének közel egyharmadát egykor óceán borította. Az Oceanus Borealisnak nevezett óceán az északi féltekén lévő Vastitas Borealis medencét töltötte volna ki. A Vastitas Borealis 4-5 km (2,5-3 mérföld) mérfölddel a bolygó felszíne alatt található. Az Oceanus Borealis 3,8 milliárd évvel ezelőtt kiszáradt. A korai Marsnak melegebb éghajlatra és vastagabb légkörre lett volna szüksége ahhoz, hogy folyékony víz maradhasson a felszínen.
Kérdések és válaszok
K: Mi a fő vízforrás a Marson?
V: A víz fő forrása a Marson a krioszféra, amely magában foglalja a permafrosztot és a sarki sapkákat.
K: Van folyékony víz a Marson?
V: Nem, a Marson nincs folyékony víz. Az átlagos légköri nyomás és hőmérséklet túl alacsony ahhoz, hogy hosszú távon folyékony víz létezzen.
K: Volt valaha folyékony víz a Mars felszínén?
V: Úgy tűnik, hogy a Mars felszínén egykor folyékony víz áramlott, és nagy területeket alkotott, mint a földi óceánok. Számos jel utal arra, hogy ez a múltban vagy akár most is így volt.
K: Milyen bizonyítékok utalnak arra, hogy a Mars felszínén vagy felszíne alatt folyékony víz lehetett?
V: A Mars felszínén vagy felszíne alatt folyékony víz létezésére utaló bizonyítékok közé tartoznak a patakmedrek, a sarki sapkák, a spektroszkópiai mérések, az erodált kráterek, az olyan ásványok, mint a goethit és a hematit, amelyek gyakran képződnek folyékony víz jelenlétében, a filoszilikátok, az opál és a szulfátlerakódások.
K: Milyen műszerekkel készítettek felvételeket a látszólag ősi tavakról és folyóvölgyekről?
V: Olyan eszközök, mint például a Viking repülések, a Mars Odyssey küldetés, a Mars Global Surveyor küldetés, a Mars Express küldetés és a Mars Reconnaissance Orbiter készítettek felvételeket a látszólag ősi tavakról és folyóvölgyekről.
K: Mit mutatott a Phoenix leszállóegység leszállás közben?
V: A Phoenix leszállóegység jeget mutatott leszállás közben, valamint olvadó jeget, hóesést és még folyékony vízcseppeket is.
K: Egy nemrégiben készült jelentés képes volt megerősíteni a marsi sötét csíkok jelenlétét, amelyek a víz jelenlétének köszönhetőek ?
V: Igen, egy nemrégiben készült jelentés megerősítette, hogy a marsi sötét csíkok a víz jelenlétének köszönhetőek.
Keres