Από το 2016, ο Άρης έγινε η μόνιμη κατοικία τουλάχιστον οκτώ ρομποτικών αποστολών, ένας συνδυασμός τροχιτών, αναβατών και προσγειωμένων. Μεταξύ εκτεταμένων μελετών για την ατμόσφαιρα και την επιφάνεια του Άρη, οι επιστήμονες έχουν μάθει πολλά για την ιστορία και την εξέλιξη του πλανήτη. Συγκεκριμένα, έχουν αποκαλύψει τεράστιες αποδείξεις ότι ο Άρης είχε κάποτε ρέει νερό στην επιφάνειά του.
Τα πιο πρόσφατα στοιχεία σχετικά με αυτό το αποτέλεσμα από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, όπου ερευνητές έχουν εκπονήσει μια μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο το νερό έβαλε ιζήματα στην περιοχή του Άιους Ντόρσα του Άρη. Σύμφωνα με την έρευνά τους, αυτή η περιοχή περιέχει εκτεταμένα ιζηματογενή κοιτάσματα που λειτουργούν ως ιστορικά αρχεία του Άρη, καταγράφοντας την επίδραση που διαδραματίζει η διάβρωση με βάση το νερό με την πάροδο του χρόνου.
Η μελέτη με τίτλο «Fluvial Stratigraphy of Valley Fills at Aeolis Dorsa, Mars: Evidence for Base-Level Fluctuations Controlled by a Downstream Water Body», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό GeoScienceWorld. Με επικεφαλής τον Benjamin D. Cardenas - γεωλόγο με την Τζάκσον Σχολή Γεωεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν - η ομάδα εξέτασε τα δορυφορικά δεδομένα της περιοχής Aeolis Dorsa για να μελετήσει τη δομή των ιζηματογενών αποθέσεων.
Εδώ και χρόνια, η Aeolis Dorsa ενδιαφέρει τους επιστήμονες, καθώς περιέχει μερικά από τα πιο πυκνά ιζηματογενή στρώματα στον Άρη, τα οποία εναποτέθηκαν από ρέον νερό (γνωστές και ως αποθέσεις ρευστών). Αυτές οι εναποθέσεις είναι ορατές από την τροχιά λόγω του τρόπου με τον οποίο έχουν υποστεί μια διαδικασία γνωστή ως «τοπογραφική αντιστροφή» - η οποία αποτελείται από καταθέσεις που γεμίζουν χαμηλά κανάλια ποταμών, και στη συνέχεια εκταφεί για να δημιουργήσει κοίλες κοιλάδες.
Εξ ορισμού, οι εγχάρακτες κοιλάδες είναι τοπογραφικά χαμηλά που παράγονται από τη διάβρωση του «ποταμού» - δηλαδή σχετίζονται με ένα ποτάμι ή όχθη ποταμού. Στη Γη, αυτές οι κοιλάδες δημιουργούνται συνήθως από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας και στη συνέχεια γεμίζουν με ιζήματα ως αποτέλεσμα της πτώσης της στάθμης της θάλασσας. Καθώς αυξάνεται η στάθμη της θάλασσας, οι κοιλάδες κόβονται από το τοπίο καθώς τα νερά κινούνται στην ενδοχώρα. και καθώς η στάθμη της θάλασσας πέφτει, τα υποβρύχια νερά εναποθέτουν ιζήματα μέσα τους.
Σύμφωνα με τη μελέτη, αυτή η διαδικασία δημιούργησε την ευκαιρία για γεωφυσικούς και πλανητικούς επιστήμονες να παρατηρήσουν το γεωλογικό αρχείο του Άρη σε τρεις διαστάσεις και σε σημαντικές αποστάσεις. Όπως είπε ο Cardenas στο Space Magazine μέσω email:
«Τα ιζηματογενή πετρώματα καταγράφουν γενικά πληροφορίες σχετικά με τα περιβάλλοντα στα οποία εναποτέθηκαν. Οι καταθέσεις Fluvial (ποτάμι) καταγράφουν συγκεκριμένα πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο τα ποτάμια μεταναστεύθηκαν πλευρικά, τον τρόπο με τον οποίο επιτέθηκαν κάθετα και πώς άλλαξαν αυτά τα πράγματα με την πάροδο του χρόνου. "
Εδώ στη Γη, η γεωγραφία (δηλαδή η σειρά και η θέση των ιζηματογενών στρωμάτων) των ιζηματογενών πετρωμάτων έχει χρησιμοποιηθεί από τους γεωλόγους για γενιές για να θέσει περιορισμούς στις συνθήκες που ήταν στον πλανήτη μας πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Μόνο στην πρόσφατη ιστορία, η μελέτη των ιζηματογενών στρωμάτων χρησιμοποιήθηκε για να θέσει περιορισμούς ως προς το πώς ήταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες σε άλλα πλανητικά σώματα (όπως ο Άρης) πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις μελέτες έχουν παράγει δεδομένα που δεν μπόρεσαν να επιλύσουν ιζηματογενείς συσκευασίες στην κλίμακα του υπομέτρου. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικές εικόνες για τον καθορισμό στρατηγικών σχέσεων μεγάλης κλίμακας, όπως μοτίβα εναπόθεσης κατά μήκος προηγούμενων καναλιών νερού. Με άλλα λόγια, οι μελέτες έχουν επικεντρωθεί στην καταγραφή της ύπαρξης προηγούμενων ροών νερού στον Άρη περισσότερο από ό, τι συνέβη έκτοτε.
Όπως ανέφερε ο Cardenas, αυτός και η ομάδα του υιοθέτησαν μια διαφορετική προσέγγιση, η οποία θεώρησε ότι ο Άρης έχει βιώσει αλλαγές τα τελευταία 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Όπως εξήγησε:
«Σε γενικές γραμμές, υπήρχε η υπόθεση ότι πολλή επιφάνεια του Άρη δεν είναι ιδιαίτερα διαφορετική από ό, τι πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Καταβάλλουμε προσπάθειες να αποδείξουμε ότι η σύγχρονη επιφάνεια στην περιοχή μελέτης μας, Aeolis Dorsa, είναι το αποτέλεσμα της ταφής, του εκταφισμού και της ανισότητας διάβρωσης και δεν μπορεί να υποτεθεί ότι η σύγχρονη επιφάνεια αντιπροσωπεύει καθόλου την αρχαία επιφάνεια. Προσπαθούμε πραγματικά να δείξουμε ότι αυτό που βλέπουμε σήμερα, τα χαρακτηριστικά που μπορούμε να μετρήσουμε σήμερα, είναι τα ιζηματογενή κοιτάσματα ποταμών και όχι τα πραγματικά ποτάμια. Αυτό είναι απίστευτα σημαντικό να το συνειδητοποιήσετε όταν αρχίζετε να κάνετε ερμηνείες των παρατηρήσεών σας και είναι συχνά ένα χαμένο σημείο. "
Για την έρευνά τους, ο Cardenas και η ομάδα του χρησιμοποίησαν στερεοφωνικά ζεύγη εικόνων υψηλής ανάλυσης και τοπογραφικών δεδομένων που ελήφθησαν από το Context Camera (CTX) και το High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) στο Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Αυτά τα δεδομένα συνδυάστηκαν στη συνέχεια με το Ολοκληρωμένο Λογισμικό για Διαχειριστές και Φασματογράφοι (ISIS) - ένα ψηφιακό πακέτο επεξεργασίας εικόνας που χρησιμοποιείται από την Αμερικανική Γεωλογική Έρευνα (USGS) - και το Ames Stereo Pipeline της NASA.
Αυτές επεξεργάστηκαν τις συζευγμένες εικόνες σε τοπογραφικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης και μοντέλα ψηφιακής ανύψωσης (DEM) τα οποία στη συνέχεια συγκρίθηκαν με δεδομένα από το όργανο Mars Orbiting Laser Altimeter (MOLA) στο Mars Global Surveyor (MSG). Το τελικό αποτέλεσμα ήταν μια σειρά DEM που ήταν τάξεις μεγέθους υψηλότερες από την άποψη της ανάλυσης από οτιδήποτε παρήγαγε προηγουμένως.
Για όλα αυτά, ο Cardenas και οι συνάδελφοί του κατάφεραν να εντοπίσουν μοτίβα στοίβαξης στις αποθέσεις των ρευστών, να σημειώσουν αλλαγές στις μορφές καθίζησης και να προτείνουν μηχανισμούς για τη δημιουργία τους. Επιπλέον, η ομάδα εισήγαγε μια ολοκαίνουργια μέθοδο για τη μέτρηση της κατεύθυνσης ροής των ποταμών που άφησαν αυτά τα κοιτάσματα, γεγονός που τους επέτρεψε να δουν πώς άλλαξε το τοπίο τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια.
«Η μελέτη δείχνει ότι υπήρχε ένα μεγάλο σώμα νερού στον Άρη πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, και ότι αυτό το σώμα νερού αυξήθηκε και μειώθηκε σε όγκο αρκετά αργά ώστε η καθίζηση του ποταμού είχε χρόνο να προσαρμόσει τα στυλ», δήλωσε ο Cardenas. «Αυτό συμβαδίζει περισσότερο με τις πιο αργές κλιματολογικές αλλαγές και λιγότερο με τα καταστροφικά υδρολογικά γεγονότα. Το Aeolis Dorsa βρίσκεται κατά μήκος υποθετικών ακτών ενός αρχαίου βόρειου ωκεανού στον Άρη. Είναι ενδιαφέρον να βρείτε παράκτια κοιτάσματα ποταμών στο Aeolis Dorsa, αλλά δεν μας βοηθά να περιορίσουμε το μέγεθος του υδατικού συστήματος (λίμνη, ωκεανός κ.λπ.) "
Στην ουσία, ο Cardenas και οι συνάδελφοί του κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι - παρόμοια με τη Γη - η πτώση και η άνοδος της στάθμης του νερού σε ένα μεγάλο υδάτινο σώμα ανάγκασαν το σχηματισμό των παλαιο-κοιλάδων στην περιοχή μελέτης τους. Και με τρόπο παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει στη Γη σήμερα, ποτάμια που σχηματίστηκαν σε παράκτιες περιοχές επηρεάστηκαν έντονα από τις αλλαγές στη στάθμη του νερού ενός μεγάλου, κατάντη υδατικού συστήματος.
Για αρκετό καιρό, υπήρξε ένα ξεκάθαρο συμπέρασμα ότι η επιφάνεια του Άρη είναι νεκρή, τα χαρακτηριστικά του παγώνονται στο χρόνο. Αλλά όπως έδειξε αυτή η μελέτη, το τοπίο έχει υποστεί σημαντικές αλλαγές αφού έχασε την ατμόσφαιρα και τα επιφανειακά του ύδατα. Αυτά τα ευρήματα αναμφίβολα θα αποτελέσουν αντικείμενο ενδιαφέροντος καθώς πλησιάζουμε στην αναρρίχηση μιας αποστολής στην επιφάνεια του Άρη.
