Bildekreditt: NASA / JPL
MER-roverne Spirit and Opportunity, som nå reiser på overflaten av Mars, utforsker en geografisk tørrere enn den tørreste ørkenen på jorden. Til tross for de polare iskappene og mistenkte lommer med flytende vann under den martiske overflaten, er vannmengden på Mars bare en teskje sammenlignet med de enorme vannholdige jordreservene. Hvorfor er Mars så tørr?
De indre planetene i solsystemet vårt - Mars, Earth, Venus og Mercury - dannet av ansamlingen av små steiner og støv som virvlet rundt solen i de tidligste årene. Hvis jorden og Mars er laget av samme stjernestyrke, burde de ha blitt født med omtrent samme forhold vann.
Mange forskere synes Mars en gang var veldig vassen, men mistet havene på grunn av den lave massen av planeten. Dette, kombinert med en tynn atmosfære, lot mesteparten av vannet på Mars fordampe ut i verdensrommet.
Men ifølge en studie av Jonathan Lunine fra Lunar and Planetary Laboratory ved University of Arizona, var den røde planeten tørr helt fra begynnelsen.
Lunine, som skrev i tidsskriftet Icarus i 2003 med kollegene John Chambers, Alessandro Morbidelli og Laurie Leshin, forteller at Mars opprinnelig var et planetarisk embryo. I hovedsak er et planetembryo en veldig stor asteroide som kan være like massiv som Merkur eller Mars. Dette pre-Mars-embryoet eksisterte i asteroidebeltet, som på det tidspunktet var mer spredt i solsystemet, spredt mellom 0,5 til 4 AU fra solen. I dag er det viktigste asteroidebeltet omtrent 2 til 4 AU, som ligger mellom Mars (1,5 AU) og Jupiter (5,2 AU).
Lunine forteller at Mars vokste til sin nåværende størrelse fra ansamlinger av mindre asteroider og kometer. Han sier at den mer massive jorden, til sammenligning, for det meste dannet av store planetembryoer som kolliderer inn i hverandre.
"Tilfeldigvis ble Mars ikke rammet av gigantiske asteroider mens Jorden var - den heldige kontra uheldig fotgjenger," sier Lunine. "Men Mars ble truffet av mye mindre kropper fordi disse er så mange."
Jorden går i øyeblikket i bane rundt solen 1. AU. Lunine sier at planetembryoer i denne bane ikke ville hatt mye vann. Tidlig i solens utvikling, under planetdannelse, var den støvete disken som omringet den unge stjernen veldig varm. Vannførende forbindelser ville ikke ha kunnet dannes på denne disken ved 1. AU.
Siden Mars er lenger borte fra solen enn Jorden, og nærmere de kjøligere, "fuktige" områdene i asteroidebeltet, vil det virke logisk at Mars ville blitt født med mer vann. Likevel sier Lunine at Mars antagelig kjøpte bare 6 til 27 prosent av et jordhav (1 Jordhav = 1,5? 1021 kg).
Det er fordi noen av planetembryoene som til slutt utgjorde jorden var mettet med vann. Mens 90 prosent av embryoene som dannet jorden var fra 1 AU-regionen, og derfor tørre, var 10 prosent fra 2,5 AU og utover. Embryoer som kommer fra denne avstanden, hadde hatt store vannforsyninger. Mindre asteroider som kommer fra denne avstanden, har også bidratt til jordens vannforsyning. På det meste sier Lunine at bare 15 prosent av jordas vann kom fra kometer.
Mars hadde i mellomtiden uflaks å bli født som en eneste tørr klippe. Mars fikk etter hvert litt vann sent i formasjonsspillet, etter at kjernen allerede hadde dannet seg og den nesten hadde nådd sin nåværende masse. I følge Lunines scenario, fikk Jupiter også sin nåværende masse rundt denne tiden. Jupiters tyngdekraft sugde deretter inn asteroider i nærheten eller fikk dem til å spre seg utover. Proto-mars slapp på en eller annen måte og ble forskjøvet av Jupiters tyngdekraft, men ble bombardert av de ytre bundne asteroider.
Effektene av små asteroider og kometer utgjorde en "sen finér" som tilførte vann til Mars, i motsetning til bildet for Jorden der vann ble tilsatt gjennom kollisjoner med embryoer av Merkurstørrelse gjennom en vekstperiode på noen titalls millioner år, ”Skriver forskerne.
Selv om Mars ikke er med i datamaskinmodellen deres, tror forskerne at det kan gjenspeile den kaotiske naturen til planetdannelse, der retningene til planetembryoer og asteroider er uforutsigbare og mange utfall er mulig.
"Det er en god del tilfeldigheter som er involvert i byggingen av de landlige planetene, så det å ende opp med en Mars som ikke skjedde for å anskaffe mange vannrike planetesim er en mulig forekomst," sier Alan Boss fra Carnegie-institusjonen i Washington. "Dette kan godt bidra til å forklare vannmangel på dagens Mars."
Slike forskjeller i planetarisk dannelse kan også forekomme blant de indre planetene i andre solsystemer. Så langt vet astronomer om 104 stjerner som har planeter som kretser rundt dem. Alle de ekstrasolære planetene som hittil er funnet er gassgiganter, men det ser ut til at jordbaserte planeter som Mars og jorden også kan komme i bane rundt fjerne stjerner, selv om vi ennå ikke har teknologien til å oppdage dem.
Hvis noen indre terrestriske planeter dannes av kollisjoner av flere planetembryoer, mens andre er embryoer som bare samler fuktige kometer og asteroider, kan planeter rundt disse andre stjernene ha veldig forskjellige mengder vann. Lunine antyder at tidspunktet og dannelsen av gassgigantplanetene i hvert solsystem vil spille en viktig rolle i denne prosessen, akkurat som Jupiter har påvirket karakteren til vårt eget solsystem.
Lunine har for tiden en artikkel i Icarus, med Tom Quinn og Sean Raymond fra University of Washington, om den mulige variasjonen i vannforekomst for terrestriske planeter rundt andre stjerner. I tillegg følger han nøye med på dataene som er samlet inn av MER rovers Spirit and Opportunity, samt satellittene som i øyeblikket går i bane rundt Mars.
"Odyssey, MER og Mars Express vil avgjøre hvor mye vann som finnes for øyeblikket, forhåpentligvis, og gi bedre begrensninger for fortidens overflod av vann," sier Lunine. "Jeg er spesielt interessert i MARSIS-radarresultatene, og resultatene til dens etterfølger - SHARAD."
MARSIS er et radarapparat på Mars Express-satellitten som kan se gjennom de fem beste kilometerne av marterskorpen for å søke etter lag med vann og is. Det italienske romfartsorganet planlegger å fly en grunne underjordisk radar, kalt SHARAD, på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter for å se om vannis er til stede i dybder større enn en meter. Mens MARSIS har en høyere penetrasjonsevne, har den mye lavere oppløsning enn SHARAD vil ha.
Originalkilde: Astrobiology Magazine
