Mars moderne landskap er noe av et paradoks. Det er mange overflateegenskaper som ligner veldig på jorda som er forårsaket av vannbåren erosjon. Men i løpet av dem kan ikke forskere forestille seg hvordan vann kunne ha flydd på Mars 'kalde og uttørkede overflate i det meste av Mars' historie. Mens Mars en gang var et varmere, våtere sted, har det hatt en veldig tynn atmosfære i milliarder av år nå, noe som gjør vannføring og erosjon svært usannsynlig.
Mens overflaten på Mars periodevis blir varm nok til at isen kan tine, ville flytende vann koke når det ble utsatt for den tynne atmosfæren. I en ny studie ledet av et internasjonalt team av forskere fra Storbritannia, Frankrike og Sveits, ble det imidlertid bestemt at en annen type transportprosess som involverer sublimering av vannis, kunne ha ført til at det Martiske landskapet ble det det er i dag .
Studien, som ble ledet Dr. Jan Raack - en Marie Sklodowska-Curie-stipendiat ved The Open University - ble nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Naturkommunikasjon. Med tittelen “Water Induced Sediment Levitation Enhances Downslope Transport on Mars”, besto denne forskningsstudien av eksperimenter som testet hvordan prosesser på Mars 'overflate kunne tillate vanntransport uten at det var i flytende form.
For å utføre sine eksperimenter brukte teamet Mars Simulation Chamber, et instrument ved The Open University som er i stand til å simulere de atmosfæriske forholdene på Mars. Dette innebar å senke atmosfæretrykket inne i kammeret til det som er normalt for Mars - omtrent 7 mbar, sammenlignet med 1000 mbar (1 bar eller 100 kilopascals) her på jorden - samtidig som temperaturen ble justert.
På Mars varierer temperaturene fra et lave temperatur på –143 ° C (-255 ° F) om vinteren ved polene til høye 35 ° C (95 ° F) ved ekvator på middagstid om sommeren. Etter å ha gjenskapt disse forholdene, fant teamet ut at når vannis som ble utsatt for den simulerte Mars-atmosfæren, ikke bare ville smelte. I stedet ville det bli ustabilt og begynne å koke voldsomt av.
Imidlertid fant teamet også ut at denne prosessen ville være i stand til å flytte store mengder sand og sediment, noe som effektivt ville "lufte" på det kokende vannet. Dette betyr at relativt små mengder flytende vann sammenlignet med Jorden er i stand til å flytte sediment over overflaten til Mars. Disse løftende lommene med sand og rusk ville være i stand til å danne store sanddyner, sluker, tilbakevendende skråningslinjer og andre funksjoner observert på Mars.
I det siste har forskere indikert hvordan disse funksjonene var et resultat av sedimenttransport nedover skråninger, men var uklare med hensyn til mekanismene bak dem. Som Dr. Jan Raack forklarte i en pressemelding fra OUNews:
"Forskningen vår har oppdaget at denne levitasjonseffekten forårsaket av kokende vann under lavt trykk muliggjør rask transport av sand og sediment over overflaten. Dette er et nytt geologisk fenomen, som ikke skjer på jorden, og som kan være avgjørende for å forstå lignende prosesser på andre planetariske overflater. "
Gjennom disse eksperimentene var Dr. Raack og kollegene i stand til å belyse hvordan forholdene på Mars kunne gi rom for funksjoner som vi pleier å assosiere med rennende vann her på jorden. I tillegg til å hjelpe til med å løse en litt omstridt debatt om Mars 'geologiske historie og evolusjon, er denne studien også viktig når det gjelder fremtidige undersøkelsesoppdrag.
Dr. Raack erkjenner behovet for mer forskning for å bekrefte studiens konklusjoner, og indikerte at ESAs ExoMars 2020 Rover vil være godt plassert for å utføre den når den er distribuert:
"Dette er et kontrollert laboratorieeksperiment. Imidlertid viser forskningen at effekten av relativt små mengder vann på Mars i formingsfunksjoner på overflaten kan ha blitt mye undervurdert. Vi må utføre mer forskning på hvordan vann leviterer på Mars, og oppdrag som ESA ExoMars 2020 Rover vil gi viktig innsikt for å hjelpe oss å forstå vår nærmeste nabo. ”
Studien ble medforfatter av forskere fra STFC Rutherford Appleton Laboratory, University of Bern og University of Nantes. Det første konseptet ble utviklet av Susan J. Conway fra University of Nantes, og ble finansiert av et tilskudd fra Europlanet 2020 Research Infrastructure, som er en del av EUs forsknings- og innovasjonsprogram for Horizon 2020.
Sørg for å sjekke ut denne videoen av Dr. Jan Raack som forklarer eksperimentet deres også, med tillatelse fra The Open University:
