Mange funksjoner på overflaten av Mars antyder tilstedeværelsen av flytende vann i fortiden. Disse spenner fra Valles Marineris, et 4000 km langt og 7 km dypt system med canyoner, til de bittesmå hematittkulene som kalles ”blåbær”. Disse funksjonene antyder at flytende vann spilte en viktig rolle i utformingen av Mars.
Noen studier viser at disse funksjonene har vulkansk opprinnelse, men en ny studie fra to forskere ved Carl Sagan Institute og NASA Virtual Planet Laboratory satte fokuset tilbake på flytende vann. Modellen de to kom frem til sier at hvis andre betingelser ble oppfylt, kunne cirrusskyer ha gitt nødvendig isolasjon for at flytende vann skulle strømme. De to forskerne, Ramses M. Ramirez og James F. Kasting, konstruerte en klimamodell for å teste ideen deres.
Cirrusskyer er tynne, sprø skyer som vises regelmessig på jorden. De har også blitt sett på Jupiter, Saturn, Uranus, muligens Neptun og på Mars. Cirrusskyer produserer ikke selv regn. Uansett nedbør de produserer, i form av iskrystaller, fordamper det før de når overflaten. Forskerne bak denne studien fokuserte på cirrusskyer fordi de har en tendens til å varme opp luften under dem med 10 grader celsius.
Hvis nok av Mars var dekket av cirrusskyer, ville overflaten være varm nok til at flytende vann rant. På jorden dekker cirrusskyer opptil 25% av jorden og har en målbar varmeeffekt. De tillater sollys inn, men absorberer utgående infrarød stråling. Kasting og Ramirez prøvde å vise hvordan det samme kan skje på Mars, og hvor mye cirrus skydekke som ville være nødvendig.
Cirrusskyene ville ikke ha skapt all varmen. Virkninger fra kometer og asteroider ville ha skapt varmen, og omfattende cirrus-skydekke ville fanget den varmen i den Martiske atmosfæren.
De to forskerne gjennomførte en modell, kalt en en-kolonne radiativ-konvektiv klimamodell. De testet deretter forskjellige iskrystallstørrelser, den delen av himmelen dekket av cirrusskyer, og tykkelsene på disse skyene, for å simulere forskjellige forhold på Mars.
De fant ut at under de rette omstendighetene kunne skyene i den tidlige marsiske atmosfæren vare 4 til 5 ganger lenger enn på jorden. Dette favoriserer ideen om at cirrusskyer kunne ha holdt Mars varm nok til flytende vann. Imidlertid fant de også at 75% til 100% av planeten måtte dekkes av cirrus. Den mengden skydekke virker ifølge forskerne usannsynlig, og de antyder at 50% ville være mer realistiske. Dette tallet ligner Jordens skydekke, inkludert alle skytyper, ikke bare cirrus.
Da de justerte parametrene til modellen deres, fant de ut at tykkere skyer og mindre partikkelstørrelser reduserte varmeeffekten av cirrus skydekket. Dette etterlot et veldig tynt sett med parametere der cirrusskyer kunne ha holdt Mars varm nok for flytende vann. Men modelleringen deres viste også at det er en måte cirrusskyer kunne ha gjort jobben.
Hvis den eldgamle marsiske overflatetemperaturen var lavere enn 273 Kelvin, verdien som ble brukt i modellen, ville det være mulig for cirrusskyer å gjøre sine ting. Og det måtte bare være lavere med 8 grader Kelvin for at det skal skje. Noen ganger i jordens fortid har overflatetemperaturen vært lavere med 7 grader Kelvin. Spørsmålet er, kan Mars ha hatt en tilsvarende lavere temperatur?
Så hvor forlater det oss? Vi har ikke et definitivt svar ennå. Det er mulig at cirrusskyer på Mars kunne bidratt til å holde planeten varm nok til flytende vann. Modelleringen utført av Ramirez og Kasting viser oss hvilke parametere som var nødvendige for at det skulle skje.
