Vann. Det handler alltid om vannet når det gjelder å dimensjonere en klodens potensiale til å støtte livet. Mars kan ha en del flytende vann i form av en og annen salt flyter ned kratervegger, men de fleste ser ut til å være innelåst i polaris eller gjemt dypt under jorden. Sett en kopp ting ut på en solrik marsdag i dag, og avhengig av forholdene, kan det raskt fryse eller bare boble bort for å dampe i planetens ultratynne atmosfære.
Bevis på rikelig flytende vann i tidligere oversvømte sletter og sinuøse elveleier kan finnes nesten overalt på Mars. NASAs Nysgjerrighet har funnet mineralforekomster som bare dannes i flytende vann og småstein rundet av en eldgammel bekk som en gang brast over gulvet i Gale Crater. Og der ligger paradokset. Vann ser ut til å ha sladt overalt på den røde planeten for 3 til 4 milliarder år siden, så hva skjer i dag?
Skyld Mars 'wimpy atmosfære. Tykkere, saftigere luft og økningen i atmosfæretrykket som følger med det, vil holde vannet i koppen stabil. En tykkere atmosfære ville også forsegle varmen og bidra til å holde planeten varm nok til at flytende vann kan svømme og strømme.
Ulike ideer er blitt foreslått for å forklare den antatte tynningen av luften, inkludert tapet av planetens magnetfelt, som fungerer som et forsvar mot solvinden.
Konveksjonsstrømmer innenfor sin smeltede nikkel-jernkjerne genererte sannsynligvis Mars 'originale magnetiske forsvar. Men en gang tidlig i planetens historie stoppet strømningene enten fordi kjernen avkjølte eller ble forstyrret av asteroide påvirkninger. Uten en kvisende kjerne visnet magnetfeltet, slik at solvinden kunne fjerne atmosfæren, molekyl for molekyl.
Solvind spiser vekk den martiske atmosfæren
Målinger fra NASAs nåværende MAVEN misjon indikerer at solvinden striper bort gass med en hastighet på rundt 100 gram (tilsvarer omtrent 1/4 pund) hvert sekund. "Som tyveri av noen få mynter fra et kassa hver dag, blir tapet betydelig over tid," sa Bruce Jakosky, MAVENs hovedetterforsker.
Forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) foreslå et annet, mindre kuttet og tørket scenario. Basert på deres studier, kan tidlige Mars ha blitt varmet opp nå og igjen av en kraftig drivhuseffekt. I en artikkel publisert i Geofysiske forskningsbrev, fant forskere at interaksjoner mellom metan, karbondioksid og hydrogen i den tidlige Mars-atmosfæren kan ha skapt varme perioder der planeten kunne støtte flytende vann på overflaten.
Teamet vurderte først effekten av CO2, et åpenbart valg siden det utgjør 95% av Mars 'dagens atmosfære og berømt feller varme. Men når du tar i betraktning at solen skinte for 30% svakere for 4 milliarder år siden sammenlignet med i dag, CO2 alene kunne ikke kutte det.
“Du kan gjøre klimeberegninger der du legger til CO2 og bygg opp til hundrevis av ganger atmosfæretrykk i dag på Mars, og du kommer fremdeles aldri til temperaturer som til og med er nær smeltepunktet, ”sa Robin Wordsworth, adjunkt i miljøvitenskap og ingeniørvitenskap ved SEAS, og første forfatter av papiret.
Karbondioksid er ikke den eneste gassen som kan forhindre at varme slipper ut i verdensrommet. Metan eller CH4 vil gjøre jobben, også. For milliarder av år siden, da planeten var mer geologisk aktiv, kunne vulkaner ha tappet inn dype metankilder og frigjort gassutbrudd i den Martiske atmosfæren. I likhet med hva som skjer på Saturns måne Titan, ville ultrafiolett sollys snappe molekylet i to og frigjøre hydrogengass i prosessen.
Da Wordsworth og teamet hans så på hva som skjer når metan, hydrogen og karbondioksid kolliderer og deretter samhandler med sollys, oppdaget de at kombinasjonen sterkt absorberte varme.
Carl Sagan, Amerikansk astronom og astronomipopularisator, spekulerte først at hydrogenoppvarming kunne ha vært viktig på tidlig Mars tilbake i 1977, men dette er første gang forskere har klart å beregne drivhuseffekten nøyaktig. Det er også første gang metan har vist seg å være en effektiv klimagass på tidlige Mars.
Når du tar metan i betraktning, kan Mars ha hatt episoder med varme basert på geologisk aktivitet assosiert med jordskjelv og vulkaner. Det har vært minst tre vulkanske epoker i løpet av planetens historie - for 3,5 milliarder år siden (bevist av månemare-lignende sletter), 3 milliarder år siden (mindre skjoldsvulkaner) og 1 til 2 milliarder år siden, da gigantiske skjoldsvulkaner som f.eks. Olympus Monsvar aktive. Så vi har tre potensielle metanutbrudd som kan avvise atmosfæren for å gi rom for en mykere Mars.
Den store størrelsen på Olympus Mons roper praktisk talt massive utbrudd over en lang periode. I mellomtiden ville hydrogen, en lett gass, fortsatt å rømme ut i verdensrommet til den ble fylt opp igjen av neste geologiske omveltning.
"Denne forskningen viser at oppvarmingseffekten av både metan og hydrogen har blitt undervurdert med en betydelig mengde," sa Wordsworth. "Vi oppdaget at metan og hydrogen, og deres samspill med karbondioksid, var mye bedre til å varme tidlig Mars enn det man tidligere hadde trodd."
Jeg har kilt at Carl Sagan gikk denne veien for 40 år siden. Han holdt alltid håp om livet på Mars. Flere måneder før han døde i 1996, registrerte han dette:
”... kanskje vi er på Mars på grunn av den fantastiske vitenskapen som kan gjøres der - portene til vidunderverden åpner i vår tid. Kanskje vi er på Mars fordi vi må være det, fordi det er en dyp nomadisk impuls bygget inn i oss av den evolusjonsprosessen, vi kommer tross alt fra jegerinnsamlere, og for 99,9% av vår periode på jorden har vi vært vandrere. Og det neste stedet å vandre til, er Mars. Men uansett grunnen til at du er på Mars, er jeg glad for at du er der. Og jeg skulle ønske jeg var med deg. ”
