Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, ο Άρης είχε υγρό νερό στην επιφάνειά του με τη μορφή λιμνών, ρευμάτων, ακόμη και ενός ωκεανού που κάλυπτε μεγάλο μέρος του βόρειου ημισφαιρίου του. Τα αποδεικτικά στοιχεία αυτού του θερμότερου, υγρότερου παρελθόντος είναι γραμμένα σε πολλά μέρη του τοπίου με τη μορφή αλλουβιακών ανεμιστήρων, δέλτα και αποθέματα αργίλου πλούσια σε ορυκτά. Ωστόσο, για πάνω από μισό αιώνα, οι επιστήμονες συζητούν για το εάν υπάρχει ή όχι υγρό νερό στον Άρη σήμερα.
Σύμφωνα με νέα έρευνα του Norbert Schorghofer - του Ανώτερου Επιστήμονα στο Ινστιτούτο Πλανητικής Επιστήμης - το αλμυρό νερό μπορεί να σχηματιστεί κατά διαστήματα στην επιφάνεια του Άρη. Ενώ είναι πολύ βραχύβια (μόνο λίγες μέρες το χρόνο), η πιθανή παρουσία εποχιακών άλμων στην επιφάνεια του Άρη θα μας έλεγε πολλά για τους εποχιακούς κύκλους του Κόκκινου Πλανήτη, καθώς και για την επίλυση ενός από τα πιο ανθεκτικά μυστήρια του.
Η μελέτη του Schorghofer, με τίτλο «Άρης: Ποσοτική Αξιολόγηση του Crocus Melting πίσω από τους Boulders», εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα. Για να αντιμετωπιστεί το ζήτημα εάν μπορεί να λιώσει ο εποχιακός παγετός του νερού, παράγοντας έτσι υγρό νερό, ο Schorghofer θεώρησε μια σειρά ποσοτικών μοντέλων, καθώς και ενημερωμένες πληροφορίες σχετικά με τη μεταφορά θερμότητας και ένα τρισδιάστατο μοντέλο επιφανειακής ενεργειακής ισορροπίας.
Ενώ μεγάλο μέρος του νερού που κάποτε υπήρχε στον Άρη έχει διατηρηθεί με τη μορφή των πολικών πάγων, η παρουσία υγρού νερού είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί. Ο πλανήτης υφίσταται εποχιακούς κύκλους όπως η Γη, κάτι που θα οδηγούσε στο συμπέρασμα ότι αυτός ο πάγος λιώνει περιοδικά. Ωστόσο, το περιβάλλον χαμηλής πίεσης και οι γρήγορες μεταβολές της θερμοκρασίας στον Άρη αναγκάζουν αυτόν τον πάγο να εξαφανιστεί πολύ πριν φτάσει στο σημείο τήξης του.
Στον Άρη, η ατμοσφαιρική πίεση κυμαίνεται από 0,4 έως 0,87 kilopascals (kPa), που ισοδυναμεί με λιγότερο από το 1% της γης στο επίπεδο της θάλασσας. Αυτό το τοποθετεί κοντά στην πίεση του τριπλού σημείου του H2O - η ελάχιστη πίεση που απαιτείται για να υπάρχει υγρό νερό. Εν τω μεταξύ, η επιφάνεια θερμαίνεται πολύ γρήγορα όταν εκτίθεται σε ηλιοφάνεια, με αποτέλεσμα μαζικές αλλαγές θερμοκρασίας καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας.
Όπως εξήγησε ο Schorghofer σε πρόσφατο δελτίο τύπου PSI:
«Ο Άρης έχει πολλές κρύες περιοχές πλούσιες σε πάγο και πολλές ζεστές περιοχές χωρίς πάγο, αλλά οι παγωμένες περιοχές όπου η θερμοκρασία αυξάνεται πάνω από το σημείο τήξης είναι ένα γλυκό σημείο που είναι σχεδόν αδύνατο να βρεθεί. Αυτό το γλυκό σημείο είναι όπου σχηματίζεται υγρό νερό. "
Ο Schorghofer οραματίζεται αυτά τα «γλυκά σημεία» να βρίσκονται στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη γύρω από την προεξέχουσα τοπογραφία (π.χ. πέτρες και ψηλούς βράχους). Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, αυτές οι περιοχές ρίχνουν σκιές συνεχώς, δημιουργώντας πολύ κρύα περιβάλλοντα θερμοκρασίας όπου θα μπορούσε να συσσωρευτεί παγετός νερού.
Όταν έρχεται η Άνοιξη, αυτά τα ίδια σημεία θα εκτίθενται στο άμεσο ηλιακό φως. Αυτό θα προκαλούσε τη θέρμανση των παγετών του νερού κοντά στο σημείο τήξης του νερού μετά από μία ή δύο μέρες του Άρη (γνωστά και ως sols). Σύμφωνα με τους λεπτομερείς υπολογισμούς του μοντέλου Schorghofer, η θερμοκρασία θα άλλαζε πολύ γρήγορα, αυξάνοντας από -128 ° C (-200 ° F) το πρωί σε -10 ° C (14 ° F) το μεσημέρι.
Όπου σχηματίζονται αυτά τα αποθέματα παγετού νερού σε έδαφος πλούσιο σε αλάτι, το σημείο τήξης τους θα μειώνεται στο σημείο όπου θα τήκεται στους -10 ° C. Αυτό σημαίνει ότι δεν εξαπλώνονται όλοι οι παγετοί και γίνονται αέρια. Μερικά από αυτά μετατράπηκαν σε αλατόνερο που θα αντέχονταν έως ότου λιώσουν όλοι οι πάγοι ή μετατράπηκαν σε ατμούς. Αυτό το εποχιακό μοτίβο θα επαναλαμβανόταν τον επόμενο χρόνο.
Όπως συμβαίνει στη νότια πολική περιοχή, οι παγετοί διοξειδίου του άνθρακα θα μπορούσαν επίσης να συσσωρευτούν κατά τη διάρκεια του χειμώνα στις σκιασμένες περιοχές πίσω από την προεξέχουσα τοπογραφία. Η τήξη των παγετών νερού θα συνέβαινε επομένως μόνο μετά την εξάτμιση του ξηρού πάγου - ένα σημείο που οι επιστήμονες αναφέρονται ως «ημερομηνία κρόκου». Ένα ή δύο πέλματα μετά την παρέλευση αυτής της ημερομηνίας, ο πάγος υγρού νερού θα αρχίσει να ξεπαγώνει για να δημιουργήσει νερό - γνωστό ως «κρόκος τήξης».
Αυτά τα ευρήματα βασίζονται σε προηγούμενα πειράματα που διεξήχθησαν από τη NASA και έδειξαν πώς τα πλούσια σε χλωρικά περιβάλλοντα στον Άρη θα ήταν το πιο πιθανό μέρος για να βρει νερό. Παρόμοια έρευνα έχει διεξαχθεί από πολλές επιστημονικές ομάδες που έχουν αμφισβητήσει κατά πόσον εποχιακά χαρακτηριστικά γύρω από τις ισημερινές περιοχές του Άρη - γνωστά ως Recurring Slope Lineae (RSL) ή "slope stripes" - είναι το αποτέλεσμα σχηματισμού άλμης.
Μέχρι στιγμής, υπάρχουν αντικρουόμενες ενδείξεις για το τι προκαλεί αυτά τα χαρακτηριστικά και αν είναι το αποτέλεσμα χιονοστιβάδων άμμου («ξηροί» μηχανισμοί) ή υγρού νερού από πηγές υπόγειων υδάτων, επιφανειακού πάγου τήξης ή σχηματισμού άλμης («υγροί» μηχανισμοί) . Όπως εξήγησε ο Schorghofer, η έρευνα και η μοντελοποίηση του είναι μια επιπλέον ένδειξη ότι η «υγρή» σχολή σκέψης είναι σωστή.
«Απαντώντας στο ερώτημα εάν η τήξη του κρόκου του εποχιακού πάγου νερού συμβαίνει στην πραγματικότητα στον Άρη απαιτείται μια σειρά λεπτομερών ποσοτικών υπολογισμών - οι αριθμοί έχουν μεγάλη σημασία. Χρειάστηκαν δεκαετίες για την ανάπτυξη των απαραίτητων ποσοτικών μοντέλων. "
Αυτό το καλοκαίρι, της NASA Άρης 2020 Το rover θα ξεκινήσει από το Cape Canaveral για να ξεκινήσει το εξάμηνο ταξίδι του στον Άρη. Μόλις φτάσει εκεί, θα ενταχθεί Περιέργεια και μια σειρά από άλλες αποστολές που αναζητούν επί του παρόντος στοιχεία για το υδατικό παρελθόν του Άρη. Με οποιαδήποτε τύχη, θα βρείτε επίσης κάποια άμεση απόδειξη ότι υπάρχει υγρό νερό σήμερα! Εκτός από την επίλυση μιας συζήτησης δεκαετιών, θα ήταν καλά νέα για όλους εκείνους που ελπίζουν να πάνε εκεί στο μέλλον!
