Didžioji paslaptis pagaliau atskleista? Mokslininkai mano žinantys, kur dingo visas Marso vanduo

Roverių „Perseverance“ ir „Curiosity“ duomenys, taip pat Marso palydovų – pavyzdžiui, „Mars Reconnaissance Orbiter“ ir „ExoMars“ – atlikti stebėjimai rodo, kad kadaise ši planeta buvo drėgna, joje veikė aktyvus hidrodinaminis ciklas.

Dabar akivaizdu, kad taip nebėra. Kyla klausimas – kur dingo visas tas vanduo?

Naujas tyrimas, apjungiantis mažiausiai šešių skirtingų instrumentų, esančių trijuose kosminiuose aparatuose, duomenis, pateikia papildomų užuominų. Jis parodė, kad dulkių audros visus metus iškelia vandenį į Marso atmosferą, kur jis nuolat naikinamas.

Mokslininkų vertinimu, kadaise Marso paviršiuje buvo tiek vandens, kad jis būtų galėjęs padengti didžiąją dalį planetos šimtų metrų storio sluoksniu. Šiam kiekiui įvertinti naudojamas deuterio ir vandenilio (D/H) santykio metodas.

Deuteris – sunkesnis vandenilio izotopas – sudaro nedidelę dalį visų vandens molekulėse esančių vandenilio atomų. Ši „sunkesnė“ vandens forma, vadinama sunkiojo vandens vardu, kur kas rečiau pakyla į aukštesnius atmosferos sluoksnius, kur vanduo suyra veikiamas ultravioletinės spinduliuotės, o susidarę vandenilio atomai yra išpučiami Saulės vėjo.

Dėl to ilgainiui vandenyje didėja deuterio ir įprasto vandenilio santykis, nes lengvesnė vandenilio forma palaipsniui prarandama.

Marse išmatuotas D/H santykis yra 5–8 kartus didesnis nei Žemėje. Remiantis šiais skaičiavimais, kadaise Marse turėjo būti tiek vandens, kad jis būtų padengęs didžiąją dalį planetos paviršiaus kelių šimtų metrų storio sluoksniu, galbūt daugiausia ledo pavidalu.

Norint suprasti, kur dingo šis vanduo, būtina gerai pažinti Marso sezonus.

Kaip ir Žemė, Marsas turi ašies posvyrį, todėl joje taip pat keičiasi metų laikai. Tačiau Marso orbitos elipsiškumas yra daug ryškesnis, todėl viena „vasara“, kai planeta yra arčiau perihelio (artimiausio taško Saulei), būna daug šiltesnė nei kita, kurią Marsas praleidžia būdamas prie afelio – toliausiai nuo Saulės.

Dėl to Marso pietinės pusrutulio vasaros yra gerokai šiltesnės nei šiaurinio. Ilgą laiką manyta, kad vanduo į atmosferos viršutinius sluoksnius patenka tik per šiltuosius pietinės vasaros periodus.

Tačiau naujasis tyrimas suabejojo šia prielaida, atskleisdamas vandens praradimo procesą, kurį sukėlė labai specifinė „raketų audra“ šiauriniame pusrutulyje prieš keletą metų.

Šiltesnės vasaros sustiprina drėgmės praradimą, nes padidėja vandens injekcija į viršutinius atmosferos sluoksnius, kur jis mažiau apsaugotas nuo ultravioletinės spinduliuotės, skaidančios vandenį į sudedamąsias dalis.

Pietų vasarą vykstančių dulkių audrų metu dulkės iškeliamos į vidurinius atmosferos sluoksnius ir ten sušildo orą maždaug 15 °C. Paprastai tokiame aukštyje susiformuotų vandens ledo debesys, kurie „užrakintų“ vandenį ledo kristaluose.

Dėl dulkių sukelto papildomo šilimo šie ledo debesys nebesusidaro, todėl vanduo audrų metu gali būti išstumiamas dar aukščiau, į viršutinius atmosferos sluoksnius, kur jį sunaikina spinduliuotė.

Anksčiau mokslininkai manė, kad taip nutinka tik pietinės vasaros metu. Tačiau „ExoMars“, Jungtinių Arabų Emyratų misija į Marsą (EMM) ir „Mars Reconnaissance Orbiter“ užfiksavo galingą audrą šiaurinės vasaros metu 37-aisiais Marso metais (atitinka 2022–2023 metus Žemėje). Tokios audros anksčiau nebuvo stebėtos.

Paaiškėjo, kad ji sukėlė tą patį vandens naikinimo procesą, kaip ir per pietines vasaras. Tai įrodė, kad dulkių audros gali išmesti vandenį į viršutinę atmosferą visus metus, todėl jo naikinimas nėra apribotas tik tam tikrais Marso istorijos laikotarpiais.

Nors minėtoji „raketų audra“ buvo neįprastai stipri, tyrėjai mano, kad praeityje Marso ašies posvyris galėjo būti dar didesnis. Tokiu atveju šiaurinės vasaros būtų buvusios daug šiltesnės, o tai dar labiau skatintų šio tipo audrų formavimąsi.

Šis papildomas „pabėgimo kelias“ vandeniui gali padėti paaiškinti neatitikimus tarp dabartinio Marso vandens kiekio, manomo ankstesnio kiekio ir tų procesų, kuriais, kaip spėjama, vanduo buvo sunaikintas.