Oceany wody mogą być uwięzione głęboko pod powierzchnią Marsa

Zapisz się na newsletter CNN „Teoria cudów”. Odkrywaj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Według nowych badań dane z wycofanej misji NASA wykazały istnienie podziemnego zbiornika wody głęboko pod powierzchnią Marsa.

Zespół naukowców szacuje, że woda uwięziona w małych pęknięciach i porach skał w środku marsjańskiej skorupy może wystarczyć do wypełnienia oceanów na powierzchni planety. Badanie wykazało, że wody gruntowe prawdopodobnie pokrywały całą powierzchnię Marsa do głębokości 1,6 km.

Dane pochodzą z sondy NASA InSight, która wykorzystała sejsmometr do badania wnętrza Marsa w latach 2018–2022.

Z badania opublikowanego w poniedziałek w czasopiśmie wynika, że ​​przyszli astronauci badający Marsa staną przed szeregiem wyzwań, jeśli spróbują dotrzeć do wody, ponieważ znajduje się ona na głębokości od 11,5 do 20 kilometrów pod powierzchnią. Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.

Jednak to odkrycie ujawnia nowe szczegóły na temat historii geologicznej Marsa i sugeruje nowe miejsce do poszukiwania życia na Czerwonej Planecie, jeśli można tam dotrzeć do wody.

„Zrozumienie obiegu wody na Marsie ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ewolucji klimatu, powierzchni i wnętrza” – Vashan Wright, główny autor badania oraz adiunkt i geofizyk w Instytucie Oceanografii Scripps na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, stwierdził w oświadczeniu: „Przydatnym punktem wyjścia jest określenie, gdzie i ile jest wody”.

Na podstawie dowodów wskazujących na istnienie starożytnych jezior, kanałów rzecznych, delt i skał zmienionych przez wodę badaną w ramach innych misji NASA i obserwowaną przez orbitery Mars był prawdopodobnie cieplejszym i bardziej wilgotnym miejscem miliardy lat temu. Jednak Czerwona Planeta straciła atmosferę ponad 3 miliardy lat temu, skutecznie kończąc okres wilgotny Marsa.

Naukowcy nadal nie są pewni, dlaczego Mars stracił swoją atmosferę, dlatego zorganizowano kilka misji, których celem było poznanie historii wody na planecie, miejsca, w którym się znalazła oraz tego, czy stworzyła ona warunki nadające się do życia na Marsie. Chociaż woda pozostaje uwięziona w postaci lodu w polarnych czapach lodowych planety, badacze nie sądzą, że może to wyjaśnić cały „brakujący” wody na planecie.

Istniejące teorie oferują kilka możliwych scenariuszy tego, co stało się z marsjańską wodą po utracie atmosfery przez Marsa: niektóre zakładają, że zamieniła się ona w lód lub wyleciała w przestrzeń kosmiczną, podczas gdy inne sugerują, że została osadzona w minerałach pod powierzchnią planety lub przedostała się do głębokich warstw wodonośnych.

Nowe odkrycia sugerują, że woda na Marsie przedostała się do marsjańskiej skorupy.

InSight, skrót od Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transfer, był stacjonarnym lądownikiem. Zebrał jednak bezprecedensowe dane na temat grubości skorupy Czerwonej Planety i temperatury jej płaszcza, a także głębokości i składu jądra i atmosfery. Sejsmograf statku kosmicznego wykrył także pierwsze trzęsienia ziemi na innej planecie, które nazwał „trzęsieniami ziemi na Marsie”.

Podczas gdy trzęsienia ziemi powstają, gdy płyty tektoniczne przesuwają się, poruszają i zderzają ze sobą, skorupa Marsa przypomina gigantyczną płytę z uskokami i pęknięciami, gdy planeta z biegiem czasu kurczy się i ochładza. W miarę rozszerzania się skorupy Marsa pęka, a sejsmometr InSight był w stanie wykryć ponad 1300 marsjańskich trzęsień ziemi z odległości setek i tysięcy mil.

Naukowcy badający dane z InSight byli w stanie zbadać prędkość marsjańskich trzęsień ziemi podczas ich podróży po planecie, co może służyć jako wskaźnik materiałów znajdujących się pod powierzchnią Marsa.

Wright powiedział, że prędkość fal sejsmicznych zależy od charakteru skał, tego, gdzie znajdują się pęknięcia i co je wypełnia.

Zespół wykorzystał te dane i wprowadził je do matematycznego modelu fizyki skał, który jest używany na Ziemi do mapowania pól naftowych i wód gruntowych.

Wyniki pokazały, że dane InSight najlepiej odpowiadają głębokiej warstwie skał magmowych lub wulkanicznych wypełnionych ciekłą wodą.

„Udowodnienie istnienia dużego zbiornika ciekłej wody daje pewien wgląd w to, jaki był lub mógłby wyglądać klimat” – Michael Manga, profesor nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley i współautor badania – napisano w oświadczeniu.

„Woda jest niezbędna do życia, jakie znamy” – dodała Manga. „Nie widzę powodu, dla którego warstwa wodonośna miałaby nie nadawać się do zamieszkania. Z pewnością jest to prawdą na Ziemi – życie odbywa się w głębokich kopalniach, a na dnie oceanu nie ma dowody na życie na Marsie, ale przynajmniej „Zidentyfikowaliśmy miejsce, które w zasadzie powinno być w stanie utrzymać życie”.

Jeśli skorupa Marsa jest podobna na całej planecie, w środkowym obszarze skorupy może znajdować się więcej wody niż „ilości sugerowane do wypełnienia starożytnych oceanów Marsa” – napisali autorzy w badaniu.

Wright powiedział, że skały pomagają gromadzić informacje o historii planety, a zrozumienie obiegu wody na planecie może pomóc badaczom zrozumieć ewolucję Marsa.

Chociaż analiza danych nie może ujawnić żadnych informacji na temat życia, przeszłego lub obecnego, jeśli istniało na Marsie, możliwe jest, że wilgotna skorupa marsjańska nadaje się do zamieszkania w taki sam sposób, w jaki głębokie wody gruntowe na Ziemi nadają się do zamieszkania przez mikroorganizmy – powiedział.

Jednak nawet wiercenie otworów o głębokości pół mili (1 km) lub głębiej na Ziemi jest wyzwaniem wymagającym energii i infrastruktury, dlatego konieczne byłoby sprowadzenie na Marsa ogromnej ilości zasobów, aby wiercić na takich głębokościach, powiedział Wright.

Zespół był zaskoczony, gdy nie znalazł dowodów na istnienie warstwy zamarzniętej wody gruntowej pod InSightem, ponieważ ta część skorupy jest zimna. Naukowcy wciąż próbują ustalić, dlaczego na niższych głębokościach nad środkową skorupą nie ma zamarzniętych wód gruntowych.

Wyniki te dodają nowy element do układanki dotyczącej wody na Marsie.

Pomysł istnienia ciekłej wody głęboko na powierzchni Marsa istnieje od dziesięcioleci, ale po raz pierwszy prawdziwe dane z misji marsjańskiej mogą to potwierdzić, powiedział Alberto Ferrin, interdyscyplinarny planetolog i wizytujący astrobiolog z Cornell University Katedra Astronomii. Vereen nie brała udziału w badaniu.

Powiedział, że woda prawdopodobnie znajdowała się w „jakimś błocie głęboko pod ziemią”.

„Te nowe wyniki dowodzą, że we wnętrzu Marsa rzeczywiście istnieje obecnie woda w stanie ciekłym, nie w postaci oddzielnych, izolowanych jezior, ale w postaci osadów nasyconych ciekłą wodą lub warstw wodonośnych” – powiedział Vairin. „Na Ziemi biosfera podpowierzchniowa jest naprawdę rozległa i zawiera większość różnorodności biologicznej prymitywnych organizmów na naszej planecie. Niektóre badania wskazują nawet na pochodzenie życia na Ziemi głęboko w jej wnętrzu. Dlatego potwierdzenie istnienia biosfery ma astrobiologiczne konsekwencje siedliska wody ciekłej na temat „Kilometry pod powierzchnią Marsa są naprawdę ekscytujące”.

„Rezultat jest dokładnie taki, jakiego oczekiwałem, że uzyskamy dzięki InSight” – powiedział Bruce Bannerd, główny badacz misji InSight.

„Miałem nadzieję, że uzyskamy wystarczająco dobre dane, aby przeprowadzić tego rodzaju badania, podczas których faktycznie przyjrzymy się szczegółom wnętrza Marsa, które są istotne dla pytań geologicznych, pytań o możliwość zamieszkania na Marsie, pytań o ewolucję Marsa” – powiedział.

Bannert, który nie był zaangażowany w badania, stwierdził, że chociaż interpretacja danych przedstawionych w badaniu jest mocno poparta dobrymi argumentami, to jego zdaniem jest ona nadal w pewnym stopniu spekulacyjna i że prawie zawsze istnieje inny sposób interpretacji danego zbioru danych.

„Naprawdę podobał mi się fakt, że Wright i inni wprowadzili koncepcje fizyki minerałów w celu interpretacji danych sejsmicznych” – powiedział Bannert.

Zarówno Banerdt, jak i Wright wyrazili zainteresowanie możliwością wysłania w przyszłości większej liczby sejsmometrów na Marsa oraz inne planety i księżyce naszego Układu Słonecznego. Chociaż jedyny sejsmometr InSight zebrał krytyczne dane, rozprzestrzenienie ich na Marsie ujawniłoby różnice w obrębie planety i zapewniłoby lepszy wgląd w jej zróżnicowaną i złożoną historię, powiedział Banerdt.

„Podobnie jak na Ziemi, gdzie wody gruntowe łączą się z powierzchnią poprzez rzeki i jeziora, z pewnością miało to miejsce również na wczesnym Marsie” – powiedział Wright. „Wody gruntowe, które widzimy, są zapisem tej przeszłości”.