Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL
Το MER rovers Spirit and Opportunity, τώρα ταξιδεύει στην επιφάνεια του Άρη, εξερευνά μια γεωγραφία πιο ξηρή από την πιο ξηρή έρημο της Γης. Παρά τα πολικά καλύμματα πάγου και τις ύποπτες τσέπες υγρού νερού κάτω από την επιφάνεια του Άρη, η ποσότητα του νερού στον Άρη είναι μόνο ένα κουταλάκι του γλυκού σε σύγκριση με τα τεράστια υδάτινα αποθέματα της Γης. Γιατί ο Άρης είναι τόσο ξηρός;
Οι εσωτερικοί πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος - Άρης, Γη, Αφροδίτη και Υδράργυρος - σχηματίστηκαν από τη συσσώρευση μικρών βράχων και σκόνης που περιστράφηκαν γύρω από τον ήλιο τα πρώτα χρόνια. Εάν η Γη και ο Άρης κατασκευάζονται από την ίδια αστρόσκονη, θα έπρεπε να έχουν γεννηθεί με την ίδια αναλογία νερού.
Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι ο Άρης κάποτε ήταν πολύ υδαρής, αλλά έχασε τους ωκεανούς του λόγω της χαμηλής μάζας του πλανήτη. Αυτό, σε συνδυασμό με μια λεπτή ατμόσφαιρα, επέτρεψε στο μεγαλύτερο μέρος του νερού στον Άρη να εξατμιστεί στο διάστημα.
Αλλά σύμφωνα με μια μελέτη του Jonathan Lunine από το Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ο Κόκκινος Πλανήτης ήταν ξηρός από την αρχή.
Ο Lunine, γράφοντας στο περιοδικό Icarus το 2003 με τους συναδέλφους John Chambers, Alessandro Morbidelli και Laurie Leshin, λέει ότι ο Άρης ήταν αρχικά πλανητικό έμβρυο. Στην ουσία, ένα πλανητικό έμβρυο είναι ένας πολύ μεγάλος αστεροειδής που μπορεί να είναι τόσο ογκώδης όσο ο Ερμής ή ο Άρης. Αυτό το έμβρυο πριν τον Άρη υπήρχε στον αστεροειδή ιμάντα, ο οποίος τότε ήταν ευρύτερα διασκορπισμένος στο ηλιακό σύστημα, απλωμένος μεταξύ 0,5 και 4 AU από τον ήλιο. Σήμερα ο κύριος αστεροειδής ιμάντας είναι περίπου στα 2 έως 4 AU, που βρίσκεται μεταξύ Άρη (1,5 AU) και Δία (5,2 AU).
Η Lunine λέει ότι ο Άρης μεγάλωσε στο σημερινό του μέγεθος από συσσωρεύσεις μικρότερων αστεροειδών και κομητών. Λέει ότι η πιο ογκώδης Γη, σε σύγκριση, αποτελείται κυρίως από μεγάλα πλανητικά έμβρυα που συγκρούονται μεταξύ τους.
«Κατά τύχη ο Άρης δεν χτυπήθηκε από γιγάντιους αστεροειδείς ενώ η Γη ήταν - ο τυχερός έναντι του άτυχου πεζού», λέει ο Lunine. «Αλλά ο Άρης χτυπήθηκε από πολύ μικρότερα σώματα επειδή είναι τόσο πολλά.»
Η Γη περιστρέφεται επί του παρόντος στον ήλιο με 1 ΑΥ. Ο Lunine λέει ότι τα πλανητικά έμβρυα σε αυτήν την τροχιά δεν θα είχαν πολύ νερό. Νωρίς στην εξέλιξη του ήλιου, κατά τη διάρκεια του πλανητικού σχηματισμού, ο σκονισμένος δίσκος που περιβάλλει το νεαρό αστέρι ήταν πολύ ζεστός. Οι φέροντες ενώσεις δεν θα μπορούσαν να σχηματιστούν σε αυτόν τον δίσκο σε 1 AU.
Δεδομένου ότι ο Άρης είναι πιο μακριά από τον ήλιο από τη Γη, και πιο κοντά στις ψυχρότερες, «υγρές» περιοχές της αστεροειδούς ζώνης, φαίνεται λογικό ότι ο Άρης θα είχε γεννηθεί με περισσότερο νερό. Ωστόσο, η Lunine λέει ότι ο Άρης πιθανότατα απέκτησε μόνο το 6 έως 27 τοις εκατό του ωκεανού της Γης (1 Earth ωκεανός = 1,5? 1021 kg).
Αυτό συμβαίνει επειδή μερικά από τα πλανητικά έμβρυα που τελικά αποτελούσαν τη Γη ήταν κορεσμένα με νερό. Ενώ το 90 τοις εκατό των εμβρύων που σχημάτισαν τη Γη προέρχονταν από την περιοχή 1 ΑΕ, και ως εκ τούτου ξηρά, το 10 τοις εκατό ήταν από 2,5 ΑΕ και μετά. Τα έμβρυα που προέρχονταν από αυτήν την απόσταση θα είχαν μεγάλη ποσότητα νερού. Μικρότεροι αστεροειδείς που προέρχονται από αυτήν την απόσταση θα συνέβαλαν επίσης στην παροχή νερού της Γης. Το πολύ, η Lunine λέει ότι μόνο το 15% του νερού της Γης προήλθε από κομήτες.
Ο Άρης, εν τω μεταξύ, είχε την κακή τύχη να γεννηθεί ως ένα μόνο ξηρό βράχο. Ο Άρης έλαβε τελικά λίγο νερό αργά στο παιχνίδι σχηματισμού, αφού ο πυρήνας του είχε ήδη σχηματιστεί και είχε φτάσει σχεδόν στην παρούσα μάζα του. Σύμφωνα με το σενάριο της Lunine, ο Δίας κέρδισε επίσης τη σημερινή του μάζα περίπου αυτήν την περίοδο. Στη συνέχεια, η βαρύτητα του Δία είτε απορρόφησε κοντινούς αστεροειδείς είτε τους έκανε να διασκορπιστούν προς τα έξω. Ο πρωτό-Άρης κατάφερε να δραπετεύσει από τη βαρύτητα του Δία, αλλά βομβαρδίστηκε από τους εξωτερικούς αστεροειδείς.
«Οι επιπτώσεις των μικρών αστεροειδών και κομητών αποτέλεσαν ένα« όψιμο καπλαμά »που πρόσθεσε νερό στον Άρη, σε αντίθεση με την εικόνα για τη Γη όπου προστέθηκε νερό μέσω συγκρούσεων με έμβρυα μεγέθους υδραργύρου κατά τη διάρκεια μιας περιόδου ανάπτυξης περίπου δεκάδων εκατομμυρίων ετών, Γράφουν οι επιστήμονες.
Αν και ο Άρης δεν σχηματίζεται στο μοντέλο του υπολογιστή τους, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να αντικατοπτρίζουν τη χαοτική φύση του πλανητικού σχηματισμού, όπου οι κατευθύνσεις των πλανητικών εμβρύων και των αστεροειδών είναι απρόβλεπτες και πολλά αποτελέσματα είναι πιθανά.
«Υπάρχει αρκετή τυχαιότητα στην οικοδόμηση των επίγειων πλανητών, οπότε καταλήγοντας με έναν Άρη που δεν τυχαίνει να συσσωρεύσει πολλά πλούσια σε νερό πλανήτες είναι πιθανό συμβάν», λέει ο Alan Boss του Carnegie Institution of Washington. "Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση της έλλειψης νερού στον σύγχρονο Άρη."
Τέτοιες διαφορές στον πλανητικό σχηματισμό θα μπορούσαν επίσης να εμφανιστούν μεταξύ των εσωτερικών πλανητών άλλων ηλιακών συστημάτων. Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι γνωρίζουν 104 αστέρια που έχουν πλανήτες σε τροχιά. Όλοι οι εξωηλιακοί πλανήτες που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής είναι γίγαντες φυσικού αερίου, αλλά φαίνεται πιθανό ότι οι επίγειοι πλανήτες όπως ο Άρης και η Γη θα μπορούσαν επίσης να περιστρέφονται σε μακρινά αστέρια, παρόλο που δεν έχουμε ακόμη την τεχνολογία να τα εντοπίσουμε.
Εάν ορισμένοι εσωτερικοί επίγειοι πλανήτες σχηματίζονται από συγκρούσεις πολλών πλανητικών εμβρύων, ενώ άλλοι είναι έμβρυα που συγκεντρώνουν μόνο υγρούς κομήτες και αστεροειδείς, τότε οι πλανήτες γύρω από αυτά τα άλλα αστέρια θα μπορούσαν να έχουν πολύ διαφορετικές ποσότητες νερού. Η Lunine προτείνει ότι ο συγχρονισμός και ο σχηματισμός των γιγαντιαίων πλανητών αερίου σε κάθε ηλιακό σύστημα θα διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο σε αυτήν τη διαδικασία, όπως ο Δίας έχει επηρεάσει τον χαρακτήρα του ηλιακού μας συστήματος.
Η Lunine έχει επί του παρόντος ένα έγγραφο στο Icarus, με τους Tom Quinn και Sean Raymond του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, σχετικά με την πιθανή διακύμανση της αφθονίας του νερού για τους επίγειους πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια. Επιπλέον, παρακολουθεί προσεκτικά τα δεδομένα που συλλέγει το MER rovers Spirit and Opportunity, καθώς και οι δορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Άρη.
«Η Odyssey, η MER και η Mars Express θα καθορίσουν πόσο νερό υπάρχει αυτήν τη στιγμή, ελπίζουμε, και θα παρέχουν καλύτερους περιορισμούς στην αφθονία νερού στο παρελθόν», λέει ο Lunine. «Ενδιαφέρομαι ιδιαίτερα για τα αποτελέσματα του ραντάρ MARSIS και για τα αποτελέσματα του διαδόχου του - SHARAD.»
Το MARSIS είναι μια συσκευή ραντάρ στον δορυφόρο Mars Express που μπορεί να κοιτάξει μέσα από τα πέντε χιλιόμετρα του μαρτυριακού φλοιού για να αναζητήσει στρώματα νερού και πάγου. Η ιταλική διαστημική υπηρεσία σχεδιάζει να πετάξει ένα ρηχό υπόγειο ραντάρ, το οποίο ονομάζεται SHARAD, στο Mars Reconnaissance Orbiter της NASA για να δει εάν υπάρχει υδάτινος πάγος σε βάθη μεγαλύτερα από ένα μέτρο. Ενώ το MARSIS έχει υψηλότερη ικανότητα διείσδυσης, έχει πολύ χαμηλότερη ανάλυση από ό, τι θα έχει το SHARAD.
Πρωτότυπη Πηγή: Περιοδικό Αστροβιολογίας
