Kadaise Marsas turėjo daug vandens, tačiau mokslininkai jau daugelį metų nesutaria, kur jis pranyko.
Roverių „Perseverance“ ir „Curiosity“ duomenys, taip pat orbitinių aparatų stebėjimai rodo, kad seniau ši planeta buvo drėgna ir joje veikė aktyvus hidrologinis ciklas.
Dabar akivaizdu, kad taip nebėra. Todėl kyla esminis klausimas: kur dingo visas tas vanduo?
Naujas tyrimas, apjungęs mažiausiai šešių skirtingų instrumentų, esančių trijuose kosminiuose aparatuose, duomenis, pateikia papildomų užuominų. Jis parodė, kad dulkių audros ištisus metus gali pakelti vandenį į Marso atmosferą, kur šis nuolat ardomas ir prarandamas.
Mokslininkų vertinimu, kadaise Marso paviršiuje galėjo būti tiek vandens, kad jis būtų pajėgęs padengti didžiąją dalį planetos šimtų metrų storio sluoksniu. Šiam kiekiui įvertinti dažnai taikomas deuterio ir vandenilio (D/H) santykio metodas.
Deuteris – sunkesnis vandenilio izotopas – sudaro tik nedidelę dalį vandenilio atomų vandens molekulėse. Ši „sunkesnė“ vandens forma, vadinama sunkiuoju vandeniu, rečiau pasiekia aukštesnius atmosferos sluoksnius, kur vanduo suyra veikiamas ultravioletinės spinduliuotės, o susidarę vandenilio atomai vėliau išpučiami Saulės vėjo.
Dėl to ilgainiui 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 vandens Marse turėjo būti tiek, kad jis būtų padengęs didžiąją dalį paviršiaus kelių šimtų metrų storio sluoksniu – tikėtina, nemaža dalimi ledo pavidalu.
Norint suprasti, kur dingo šis vanduo, būtina gerai įsigilinti į Marso sezonus.
Kaip ir Žemė, Marsas turi ašies posvyrį, todėl jame taip pat keičiasi metų laikai. Vis dėlto Marso orbitos elipsiškumas yra gerokai ryškesnis, tad viena „vasara“, kai planeta yra arčiau perihelio (artimiausio taško Saulei), būna daug šiltesnė nei kita, kai Marsas yra prie afelio – toliausiai nuo Saulės.
Dėl to pietinio pusrutulio vasaros Marse yra gerokai šiltesnės nei šiaurinio. Ilgą laiką manyta, kad vanduo į aukštesnius atmosferos sluoksnius daugiausia patenka tik per šiltuosius pietinės vasaros periodus.
Tačiau naujasis tyrimas suabejojo šia prielaida ir atskleidė vandens praradimo mechanizmą, susijusį su itin specifine, prieš keletą metų šiauriniame pusrutulyje užfiksuota vadinamąja „raketine audra“.
Šiltesnės vasaros didina drėgmės praradimą, nes daugiau vandens patenka į viršutinius atmosferos sluoksnius, kur jis yra prasčiau apsaugotas nuo ultravioletinės spinduliuotės, skaidančios vandenį į sudedamąsias dalis.
Pietų vasarą kylančių dulkių audrų metu dulkės pakyla į vidurinius atmosferos sluoksnius ir ten sušildo orą maždaug 15 °C. Įprastai tokiame aukštyje susidarytų vandens ledo debesys, kurie tarsi „užrakintų“ vandenį ledo kristaluose.
Tačiau dėl dulkių sukelto papildomo šilimo šie ledo debesys nebesiformuoja, todėl audrų metu vanduo gali būti stumiamas dar aukščiau – į viršutinius atmosferos sluoksnius, kur jį ardo spinduliuotė.
Anksčiau mokslininkai manė, kad toks procesas vyksta tik pietinės vasaros metu. Vis dėlto keli orbitiniai stebėjimai užfiksavo galingą audrą šiaurinės vasaros metu 37-aisiais Marso metais (atitinka 2022–2023 metus Žemėje) – tokio tipo reiškinys iki tol nebuvo stebėtas.
Paaiškėjo, kad ši audra sukėlė tą patį vandens ardymo procesą, kuris būdingas pietinėms vasaroms. Tai parodė, jog dulkių audros gali išmesti vandenį į viršutinę atmosferą ištisus metus, todėl vandens praradimas nėra apribotas vien tik tam tikru sezonu.
Nors minėtoji „raketinė audra“ buvo neįprastai stipri, tyrėjai mano, kad praeityje Marso ašies posvyris galėjo būti didesnis nei dabar. Tokiu atveju šiaurinės vasaros būtų buvusios šiltesnės, o tai dar labiau būtų skatinę panašių audrų formavimąsi.
Šis papildomas „pabėgimo kelias“ vandeniui gali padėti paaiškinti neatitikimus tarp dabartinio Marso vandens kiekio, numanomo ankstesnio kiekio ir procesų, kuriais, kaip manoma, vanduo buvo prarastas.
