Ο «Κόκκινος Πλανήτης» θύμιζε περισσότερο τη Γη
Στο διάστημα έχει διαφύγει το μεγαλύτερο μέρος του νερού που κάποτε υπήρχε άφθονο στον Άρη, με ορισμένες όμως ποσότητες του να παραμένουν στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, σύμφωνα με νέα στοιχεία του προγράμματος Mars Express της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA).
Όπως αναφέρει η σελίδα της υπηρεσίας, esa.int, η διαφυγή του νερού στο Διάστημα επιταχύνθηκε από καταιγίδες σκόνης και την εγγύτητα του πλανήτη προς τον Ήλιο, ενώ υπάρχουν ενδείξεις ότι ορισμένες ποσότητες νερού μπορεί να έχουν υποχωρήσει υπόγεια.
Αν και άνυδρος σήμερα, ο Άρης ήταν κάποτε ένας κόσμος που καλύπτονταν από νερό, όπως ο δικός μας. Αυτό φαίνεται από τις εικόνες τεράστιων, διαμορφωμένων από πλημμύρες καναλιών εκροής, κοιλάδων ποταμών και τα δέλτα ποταμών λαξευμένων στην επιφάνεια του πλανήτη, καθώς και σε παρατηρήσεις ραντάρ των δεξαμενών υγρού νερού που είναι εγκλωβισμένες κάτω από τον πάγο και τη σκόνη του νότιου πόλου του Άρη.
Το νερό μπορεί τώρα μεν να υπάρχει στον Άρη μόνο με τη μορφή πάγου ή φυσικού αερίου λόγω της χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης στον πλανήτη, που είναι μικρότερο από 1% αυτής της Γης, ωστόσο ο Άρης έχει χάσει μεγάλο μέρος του νερού του στο διάστημα τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια και εξακολουθεί να διαρρέει νερό από την ατμόσφαιρά του σήμερα.
💧Where has the #water of #Mars gone?
ESA’s #MarsExpress contributes to this debate: long-term atmospheric monitoring traces water escaping to space, accelerated by seasonal change and duststorms, but some could still be underground 👉 https://t.co/73t9kvopZB #WorldWaterDay pic.twitter.com/FgFuDB85ub
— ESA (@esa) March 22, 2021
Με ποιον τρόπο διέφυγε το νερό
Τον τρόπο με τον οποίο διαφεύγει στην ατμόσφαιρα του Άρη το νερό αποκαλύπτουν δύο νέες μελέτες, με επικεφαλής την Άννα Φεντόροβα από το Ινστιτούτο Διαστημικής Έρευνας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και της Ζεν Ιβ Σαφρέϊ του γαλλικού εργαστηρίου παρακολούθησης της ατμόσφαιρας. Οι μελέτες δείχνουν επίσης ότι αυτή η διαδικασία επηρεάζεται από την απόσταση του πλανήτη από τον Ήλιο και τις αλλαγές στο κλίμα και τον καιρό του, συμπεριλαμβανομένων των μαζικών παγκόσμιων καταιγίδων σκόνης που παρατηρούνται συχνά στον πλανήτη.
Και οι δύο μελέτες χρησιμοποίησαν εκτεταμένα, πολυετή σύνολα δεδομένων που ελήφθησαν από το όργανο SPICAM στην τροχιά του πλανήτη, όπως την φασματοσκοπία για τη διερεύνηση των χαρακτηριστικών της ατμόσφαιρας του Άρη.
«Η ατμόσφαιρα είναι ο σύνδεσμος μεταξύ επιφάνειας και διαστήματος, και έχει πολλά να μας πει για το πώς ο Άρης έχει χάσει το νερό του», ανέφερε η Άννα Φεντόροβα.
Οι ερευνητές μελέτησαν τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα από το έδαφος έως και 100 χιλιόμετρα υψόμετρο, μια περιοχή που δεν είχε ακόμη εξερευνηθεί. Διαπίστωσαν ότι οι υδρατμοί παρέμειναν περιορισμένοι σε λιγότερο από 60 χιλιόμετρα υψόμετρο όταν ο Άρης ήταν μακριά από τον Ήλιο, αλλά επεκτάθηκαν στα 90 χιλιόμετρα υψόμετρο όταν ο Άρης ήταν πιο κοντά στον Ήλιο. Σε μια πλήρη τροχιά, η απόσταση μεταξύ του Ήλιου και του Κόκκινου Πλανήτη κυμαίνεται από 207 εκατομμύρια έως 249 εκατομμύρια χλμ.
Κοντά στον Ήλιο, οι υψηλότερες θερμοκρασίες και η πιο εντατική κυκλοφορία στην ατμόσφαιρα εμπόδισαν το νερό να παγώσει. «Στη συνέχεια, η ανώτερη ατμόσφαιρα υγραίνεται με επερχόμενο κορεσμό του νερού, εξηγώντας γιατί οι ρυθμοί διαφυγής νερού επιταχύνονται κατά τη διάρκεια αυτής της σεζόν, αφού το νερό μεταφέρεται υψηλότερα, βοηθώντας τη διαφυγή του στο διάστημα», πρόσθεσε η ίδια.
Ειδικά σε χρονιές όπου ο Άρης βίωσε μια παγκόσμια καταιγίδα σκόνης, η ανώτερη ατμόσφαιρα έγινε ακόμη πιο υγρή, συγκεντρώνοντας νερό σε περίσσεια σε υψόμετρα άνω των 80 χλμ.
Ο ρόλος που παίζουν οι καταιγίδες σκόνης
Αυτό επιβεβαιώνει ότι οι καταιγίδες σκόνης, οι οποίες είναι γνωστό ότι θερμαίνουν και διαταράσσουν την ατμόσφαιρα του Άρη, παρέχουν επίσης νερό σε μεγάλα υψόμετρα, ενώ χάρη στη συνεχή παρακολούθηση της Mars Express, αναλύθηκαν οι δύο τελευταίες παγκόσμιες καταιγίδες σκόνης, το 2007 και το 2018, και συγκρίθηκαν τα δεδομένα σε χρονιές χωρίς καταιγίδες για να προσδιοριστεί πώς οι καταιγίδες επηρέασαν τη διαφυγή νερού από τον Άρη.
Αυτό το εύρημα υποστηρίζεται από έρευνα με επικεφαλής την Ζεν Ιβ Σαφρέϊ η οποία μοντελοποίησε την πυκνότητα των ατόμων υδρογόνου στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Άρη για δύο χρόνια και διερεύνησε τον τρόπο πώς αυτό σχετίζεται με τη διαφυγή νερού.
Στα δύο αρειανά χρόνια, ένα από τα οποία αντιμετώπισε μια καταιγίδα σκόνης, υπολογίστηκε ότι ο ρυθμός απώλειας νερού, υπογραμμίζοντας τη σημαντική επίδραση που μπορεί να έχουν οι καταιγίδες σκόνης στα ποσοστά απώλειας νερού του Άρη.
Σύμφωνα με τα ευρήματα ο Άρης χάνει το ισοδύναμο ενός παγκόσμιου στρώματος νερού βάθους δύο μέτρων κάθε ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Ωστόσο, ακόμη και στη συσσώρευση της ιστορίας των τεσσάρων δισεκατομμυρίων ετών του Άρη, αυτό το ποσό δεν επαρκεί για να εξηγήσει πού έχει πάει όλο το νερό του Άρη. Δεδομένο όμως ότι δεν έχουν χαθεί όλες οι ποσότητες στο διάστημα, τα αποτελέσματά της έρευνας υποδηλώνουν ότι είτε αυτό το νερό έχει κινηθεί υπόγεια είτε ότι τα ποσοστά διαφυγής του νερού ήταν πολύ υψηλότερα στο παρελθόν.
Τα αποτελέσματα από των δύο επιστημόνων της ESA συμπληρώνουν τα πρόσφατα ευρήματα του προγράμματος ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter, το οποίο, από το 2018 και μαζί με το πρόγραμμα Mars Express, παρακολουθεί την κατανομή του νερού σε υψόμετρο στην ατμόσφαιρα του Άρη. Αυτά τα ευρήματα έδειξαν ότι ο ρυθμός απώλειας νερού του Άρη μπορεί να συνδέεται με εποχιακές αλλαγές.
Το έργο της Mars Express για τον προσδιορισμό της απώλειας νερού του Άρη υποστηρίζεται επίσης από την αποστολή MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) της NASA, η οποία μετρά συστηματικά τη χημική σύνθεση της αριανής ατμόσφαιρας, όπως τα επίπεδα ατομικού υδρογόνου και δευτερίου, ένα βαρύ ισότοπο υδρογόνου που μπορούν να βοηθήσουν στην αποκωδικοποίηση της εξαφάνισης των υδάτων.
