Вода на Марс: Проучване и доказателства

Кратер Нютон

(Кредит на изображението: НАСА/JPL-Caltech/Университет на Аризона)

Течна вода все още може да тече на Марс, но това не означава, че е лесно да се забележи. Търсенето на вода на Червената планета отне повече от 15 години, за да се открият окончателни признаци, че течността тече по повърхността днес. В миналото обаче реките и океаните може да са покривали земята. Къде изчезна цялата течна вода? Защо? Колко от него остава?



Наблюденията на Червената планета показват, че реките и океаните може да са били забележителни черти в ранната й история. Преди милиарди години Марс беше топъл и влажен свят, който можеше да поддържа микробния живот в някои региони. Но планетата е по -малка от Земята , с по -малко гравитация и по -тънка атмосфера. С течение на времето, тъй като течната вода се изпарява, все повече и повече изтича в космоса, което позволява по -малко да падне обратно на повърхността на планетата.

Къде е водата днес?

Изглежда, че течната вода тече от някои стръмни, относително топли склонове на повърхността на Марс. Характеристики, известни като повтарящи се наклонени линии (RSL), за първи път бяха идентифицирани през 2011 г. в изображения, направени от Научно -експериментална камера с висока разделителна способност (HiRISE) на борда на разузнавателния орбитален апарат на Марс (MRO). Тъмните ивици, които се появяват сезонно, бяха потвърдени като признаци на солена вода, която тече по повърхността на планетата.

„Ако това е правилно, тогава RSL на Марс може да представлява повърхностното изражение на далеч по-значителна текуща дренажна система по стръмни склонове в средните ширини“, каза член на изследователския екип пред demokratija.eu през 2012 г.

През 2015 г. спектралният анализ на RSL накара учените да заключат, че те са причинени от солена течна вода. [Свързано: Солена вода тече на Марс днес, увеличавайки коефициентите за живот]

„Откриването на хидратирани соли по тези склонове означава, че водата играе жизненоважна роля за образуването на тези ивици“, казва водещият автор на изследването Луджендра Ойха от Технологичния институт на Джорджия в Атланта. изявление . Огромни находища на вода изглежда са уловени в ледените шапки на северния и южния полюс на планетата. Всяко лято, с повишаване на температурите, капачките се свиват леко, тъй като съдържанието им прескача направо от твърда форма до форма на газ, но през зимата по -ниските температури ги карат да растат до географски ширини до 45 градуса или наполовина до екватора. Шапките са със средно дебелина 3 километра и ако се стопят напълно, могат да покрият марсианската повърхност с около 18 фута (5,6 метра) вода.

Замразената вода също лежи под повърхността. Учените откриха ледена плоча, голяма колкото Калифорния и Тексас комбинирани в района между екватора и северния полюс на Червената планета. Наличието на подпочвени води отдавна се подозира, но изискваше потвърждаване на появата на странни слоести кратери. Други региони на планетата също могат да съдържат замразена вода. Някои региони с висока географска ширина изглежда могат да се похвалят с шарени форми на земята, които може да са се образували, когато вечната замръзналост в почвата замръзва и се размразява с течение на времето.

Космическият кораб 'Марс Експрес' на Европейската космическа агенция засне изображения на ледени листа в по -хладното, засенчено дъно на кратери, което предполага, че течната вода може да се събере при подходящи условия. Други кратери, идентифицирани от НАСА Марс разузнавателен орбитален апарат показват подобно обединяване.

Доказателствата за водата на Марс за пръв път излязоха на бял свят през 2000 г. с появата на дерета, които предполагат течен произход. Тяхното формиране се дискутира горещо през следващите години.

Но не всеки си мисли, че днес Марс съдържа вода. Ново изследване разкрива, че RSL може всъщност да се е образувал от гранулирани потоци, образувани от движението на пясък и прах.

„Мислехме за RSL като възможни течни течни води, но склоновете са по -скоро това, което очакваме за сух пясък“, казва водещият автор Колин Дундас в изявление. 'Това ново разбиране за RLS подкрепя други доказателства, които показват, че Марс днес е много сух.'

Тази идея може би е била отмита от неотдавнашното откритие на евентуално езеро под повърхността близо до Южния полюс на Марс.

Подземно езеро?

Изследователите направиха голям шум, когато обявиха, че Марс може би крие езеро под южния си полюс. Европейският космически кораб „Марс Експрес“ използва своя усъвършенстван радар „Марс“ за подповърхностно и йоносферно озвучаване (MARSIS) за откриване на предложената вода. Проникващият на земята радар изпраща радарни импулси на повърхността, след което определя времето, необходимо за тяхното отражение. Свойствата на подземните слоеве влияят върху това колко време отнема връщането на гредите.

Разследването на MARSIS разкри, че южният полюс на Марс е съставен от множество слоеве лед и прах на дълбочина от около 1 миля (1,5 километра), разположени в регион с ширина 124 мили (200 км).

„Тази подземна аномалия на Марс има радарни свойства, съответстващи на вода или богати на вода седименти“, казва Роберто Оросей, главен изследовател на експеримента MARSIS и водещ автор на новото изследване.

MARSIS също разкри наличието на подземно езеро сред джобовете. Според ехото на радара езерото е с диаметър не повече от 20 км, заровено почти на миля под повърхността. Учените не са сигурни за дълбочината на езерото, но са потвърдили, че то е дълбоко поне 3 фута (1 метър). Според изследователите езерото трябва да има сол, за да не замръзне.

„Това е само една малка област за изследване; вълнуваща е перспективата да се мисли, че може да има повече от тези подземни джобове с вода другаде, които тепърва ще бъдат открити “, каза Оросей.

Не всички изследователи са толкова сигурни относно наличието на течна вода.

„Мисля, че това е много, много убедителен аргумент, но не е категоричен или окончателен аргумент“, казва Стив Клифорд, изследовател на Марс в Института за планетарни науки в Аризона, каза пред demokratija.eu . „Винаги има възможност, че условия, които не сме предвидили, съществуват в основата на капачката и са отговорни за това ярко отражение.“

Преди повече от три десетилетия Клифърд предложи Марс да може да прибере течна вода под полярните си шапки по същия начин, както Земята. На Земята езера под ледовете на Антарктика и Гренландия се създават, когато топлината от планетите разтопи ледниците на петна. Клифорд каза пред demokratija.eu, че подобен сценарий може да се случи под марсианските полярни ледени шапки.

„Светлото петно, наблюдавано в данните на MARSIS, е необичайна характеристика и изключително интригуваща“, казва Джим Грийн, главен учен на НАСА в изявление . „Това определено изисква по -нататъшно проучване. Трябва да се изискат допълнителни доказателства, за да се провери тълкуването. “

„Надяваме се да използваме други инструменти, за да го изучим допълнително в бъдеще“, каза Грийн.

В центъра на този изглед на район със средно ширина на северния Марс, свеж кратер с диаметър около 6 метра (20 фута) държи експозиция от ярък материал, син в това изображение с фалшив цвят.

В центъра на този изглед на район със средно ширина на северния Марс, свеж кратер с диаметър около 6 метра (20 фута) държи експозиция от ярък материал, син в това изображение с фалшив цвят.(Кредит на изображението: НАСА/JPL-Калтех/Университет на Аризона [Пълна история])

В търсене на оазис

Когато „Маринер 9“ стана първият кораб, обикалящ около друга планета през 1971 г., снимките, които върна, на сухи речни корита и каньони сякаш показват, че някога е имало вода на повърхността на Марс. Изображенията от орбитите на викингите само затвърдиха идеята, че много от формите на релефа може да са създадени от течаща вода. Данните от кацащите викинги сочат наличието на вода под повърхността, но експериментите се считат за неубедителни. [Марс изследван: катери и роувъри от 1971 г. (инфографика)]

В началото на 90 -те години започна множество мисии на Марс . Учените бяха наводнени с богата информация за Марс. Три орбитални кораба на НАСА и един, изпратен от Европейската космическа агенция, изследваха планетата отгоре, картографираха повърхността и анализираха минералите отдолу. Някои откриха наличието на минерали, което показва наличието на вода. Други данни измерват достатъчно подземен лед, за да се запълнят Езерото Мичиган два пъти . Те са открили доказателства, че древни горещи извори някога са съществували на повърхността и в някои райони са паднали устойчиви валежи. И те откриха ледени петна в някои от по -дълбоките кратери.

Ударните кратери предлагат изглед към вътрешността на червената планета. Използвайки Mars Express на ESA и Mars Reconnaissance Orbiter на НАСА, учените успяха да изследват скали, изхвърлени от вътрешността на планетата, откривайки минерали, които предполагат наличието на вода.

„Циркулацията на водата е настъпила няколко километра дълбоко в кората преди около 3,7 милиарда години“, казва Никола Манголд от Университета в Нант във Франция изявление .

Но орбиталните апарати не бяха единствените обекти, изстреляни към Марс. Марсоходът на НАСА Curiosity е петият робот, кацнал на повърхността на Червената планета през последните 15 години. Pathfinder, Phoenix, Spirit и Opportunity са направили подробни измервания на планетата; всички освен Феникс пътуваха по повърхността, събирайки съкровищница от информация.

Изображения на един от Феникс

Изображения на една от подпорите на Феникс, направени от камерата с роботизирана ръка на кацащия апарат на Sols (или марсиански дни) 8, 31 и 44 от емисията. Двата сфероида, затворени от кръга, изглежда се сливат помежду си, което според някои учени от Феникс е знак, че глобусите са течна вода.(Изображение: Renno, et al., NASA)

Сондите вкопани в земята, изследват скалите и извършват експерименти. През 2008 г. Феникс откри малки парчета ярък материал, които изчезнаха след четири дни, което накара учените да предположат, че това са парчета воден лед. Касачът продължи да открива водни пари в проба, която събира и анализира, потвърждавайки наличието на замръзнала вода на червената планета.

Дуаните и възможностите, близнаците, откриха следи от вода, затворени в скала. В блестящ пример за проблем, който се превръща в решение, счупено колело на Spirit изстърга в горната част на марсианската повърхност, разкривайки слой отдолу, богат на силициев диоксид, който най -вероятно се е образувал в присъствието на вода.

Любопитството откри още повече доказателства за течаща вода по древния Марс. 1-тонният роувър се търкаля през древно русло, малко след като докосна през август 2012 г., и е изследвал редица скали, които са били изложени на течна вода преди милиарди години.

Мисиите на Марс не са единственият начин за търсене на вода на Марс. Учените учат скали, изхвърлени от Червената планета откриха признаци, че водата е лежала под повърхността в миналото.

„Докато роботизираните мисии до Марс продължават да хвърлят светлина върху историята на планетата, единствените проби от Марс, достъпни за изследване на Земята, са марсиански метеорити“, казва водещият автор Лорън Уайт от JPL. изявление .

'На Земята можем да използваме множество аналитични техники, за да разгледаме по-задълбочено метеоритите и да хвърлим светлина върху историята на Марс.'

Исторически форми на релефа

В допълнение към изследването на сравнително скорошното (геологично казано) присъствие на вода, различните мисии са изследвали и повърхността на планетата в исторически контекст. Речните корита на Марс днес не са мокри, но учените могат да ги проучат, за да научат повече за еволюцията на планетата. [ Снимки: Търсенето на вода на Марс ]

По -плоските северни равнини на Марс може би някога са били домакин на океан или евентуално, когато планетата е преминала през сухи периоди, две. По -новото водно тяло вероятно би било само временно, просмукване в земята, изпаряване или замръзване за по -малко от милион години, казват учените.

Речните корита и деретата показват, че водата е преминала поне за кратко по повърхността на Марс. Стотици пъти повече вода може да е текла годишно през голяма канална система, известна като Marte Vallis, отколкото преминава през река Мисисипи всяка година, според изчисленията. Самите дерета са по-малки и вероятно се образуват по време на кратки проливни дъждове, когато бързо движещата се вода би могла да ги издълбае по сушата.

Любопитството откри индикации, че поне един регион на Марс, връх Шарп, е построен от седименти, отложени в езерно корито преди милиони години, което предполага, че на планетата съществуват големи басейни за значителни периоди от време.

„Ако нашата хипотеза за планината Шарп се задържи, това оспорва представата, че топлите и влажни условия са били преходни, локални или само под земята на Марс“, казва в „Лаборатория за реактивни двигатели“ (JPL) на НАСА заместник -проекта от Curiosity изявление .

На Земята земята около реки и езера е по -влажна, съставена от кал и глини. Такива находища съществуват и на Марс, улавяйки вода и показващи къде може да са съществували някога по -големи тела.

Водата на Марс може да прави нещо повече от това да седи красиво. Ново проучване разкрива, че когато течността кипи, благодарение на ниското налягане, тя може да накара пясъка да левитира.

„Следователно левитацията на седимента трябва да се има предвид, когато се оценява формирането на последните и днешните характеристики на марсианска загуба на маса, тъй като може да се изисква много по-малко вода за формиране на такива характеристики, отколкото се смяташе досега“, пишат изследователите в своето проучване, публикувано в вестник Nature Communications .

Течно злато

Водата може да изглежда като много често срещан елемент за тези от нас, заседнали на Земята, но има голяма стойност. Освен че разбират как Марс може да се е променил и развил с течение на времето, учените се надяват, че намирането на вода ще им помогне да намерят нещо още по -ценно - живот, минало или настояще.

Известно е, че само Земята е домакин на живот, а животът на нашата планета изисква вода. Въпреки че животът може да се развие, без да разчита на тази ценна течност, учените могат да работят само с това, което знаят. Така те се надяват, че намирането на вода върху небесни тела като Марс ще доведе до намиране на доказателства за живот.

Имайки това предвид, НАСА разработи стратегия за изследване на Червената планета, която приема като своя мантра „следвайте водата“. Неотдавнашните орбитални кораби, десанти и роувъри, изпратени на Марс, са проектирани да търсят вода, а не живот, с надеждата да намерят среда, където животът би могъл да процъфтява.

Това обаче се промени с потока от доказателства, че тези роботи се върнаха. Любопитството определи, че Марс наистина би могъл да поддържа микробния живот в древното минало и следващият роувър на НАСА-робот с размери на кола, базиран в голяма степен на основния дизайн на Curiosity-ще избухне през 2020 г., за да търси доказателства за миналия живот на Червената планета.

Допълнителни ресурси

Следвайте Нола Тейлър Ред на @NolaTRedd , Facebook или Google+ . Последвайте ни на @Spacedotcom , Facebook или Google+ .