Χάρη στις πολλές αποστολές που μελετούν τον Άρη τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, ο πλανήτης ήταν ένα πολύ διαφορετικό μέρος. Εκτός από την πυκνότερη ατμόσφαιρα, ο Άρης ήταν επίσης ένα πιο ζεστό και υγρότερο μέρος, με υγρό νερό που κάλυπτε μεγάλο μέρος της επιφάνειας του πλανήτη. Δυστυχώς, καθώς ο Άρης έχασε την ατμόσφαιρά του κατά τη διάρκεια εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, αυτοί οι ωκεανοί σταδιακά εξαφανίστηκαν.
Πότε και πού σχηματίστηκαν αυτοί οι ωκεανοί αποτέλεσαν αντικείμενο πολλών επιστημονικών ερευνών και συζητήσεων. Σύμφωνα με μια νέα μελέτη από μια ομάδα ερευνητών από το UC Berkeley, η ύπαρξη αυτών των ωκεανών συνδέθηκε με την άνοδο του ηφαιστειακού συστήματος Tharis. Θεωρούν περαιτέρω ότι αυτοί οι ωκεανοί σχηματίστηκαν αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από το αναμενόμενο και δεν ήταν τόσο βαθιά όσο πιστεύαμε προηγουμένως.
Η μελέτη, με τίτλο «Χρονοδιάγραμμα των ωκεανών στον Άρη από παραμόρφωση των ακτών», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση. Η μελέτη διεξήχθη από τους Robert I. Citron, Michael Manga και Douglas J. Hemingway - φοιτητής, καθηγητής και μεταδιδακτορικός ερευνητής από το Τμήμα Γης και Πλανητικής Επιστήμης και το Κέντρο Ολοκληρωμένης Πλανητικής Επιστήμης στο UC Berkeley (αντίστοιχα).
Όπως εξήγησε ο Μάικλ Μάνγκα σε πρόσφατο δελτίο τύπου του Berkeley News:
«Η υπόθεση ήταν ότι ο Θάρσης σχηματίστηκε γρήγορα και νωρίς, παρά σταδιακά, και ότι οι ωκεανοί ήρθαν αργότερα. Λέμε ότι οι ωκεανοί προηγούνται και συνοδεύουν τις εκρήξεις λάβας που έκαναν τον Tharsis. "
Η συζήτηση για το μέγεθος και την έκταση του παρελθόντος ωκεανού του Άρη οφείλεται σε ορισμένες ασυνέπειες που έχουν παρατηρηθεί. Ουσιαστικά, όταν ο Άρης έχασε την ατμόσφαιρά του, τα επιφανειακά του ύδατα θα είχαν παγώσει για να γίνουν υπόγεια permafrost ή να διαφύγουν στο διάστημα. Αυτοί οι επιστήμονες που δεν πιστεύουν ότι ο Άρης κάποτε είχαν ωκεανούς επισημαίνουν το γεγονός ότι οι εκτιμήσεις για το πόση ποσότητα νερού θα μπορούσε να είχε κρυφτεί ή να χαθεί δεν συνάδουν με τις εκτιμήσεις για τα μεγέθη των ωκεανών.
Επιπλέον, ο πάγος που τώρα συγκεντρώνεται στα πολικά καλύμματα δεν είναι αρκετός για να δημιουργήσει έναν ωκεανό. Αυτό σημαίνει ότι είτε υπήρχε λιγότερο νερό στον Άρη από ό, τι δείχνουν οι προηγούμενες εκτιμήσεις, ή ότι κάποια άλλη διαδικασία ήταν υπεύθυνη για την απώλεια νερού. Για να επιλυθεί αυτό, ο Citron και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα νέο μοντέλο του Άρη, όπου οι ωκεανοί σχηματίστηκαν πριν ή ταυτόχρονα με το μεγαλύτερο ηφαιστειακό χαρακτηριστικό του Άρη - Tharsis Montes, περίπου 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Δεδομένου ότι η Tharsis ήταν μικρότερη εκείνη την εποχή, δεν προκάλεσε το ίδιο επίπεδο παραμόρφωσης του φλοιού που έκανε αργότερα. Αυτό θα ισχύει ιδιαίτερα για τις πεδιάδες που καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος του βόρειου ημισφαιρίου και πιστεύεται ότι ήταν ένας αρχαίος βυθός. Δεδομένου ότι αυτή η περιοχή δεν υπέστη την ίδια γεωλογική αλλαγή που θα είχε έρθει αργότερα, θα ήταν πιο ρηχή και θα κρατούσε περίπου το μισό νερό.
«Η υπόθεση ήταν ότι ο Θάρσης σχηματίστηκε γρήγορα και νωρίς, παρά σταδιακά, και ότι οι ωκεανοί ήρθαν αργότερα», είπε ο Μάνγκα. «Λέμε ότι οι ωκεανοί προηγούνται και συνοδεύουν τις εκρήξεις λάβας που έκαναν το Tharsis».
Επιπλέον, η ομάδα θεωρούσε επίσης ότι η ηφαιστειακή δραστηριότητα που δημιούργησε το Tharsis μπορεί να ήταν υπεύθυνη για το σχηματισμό των πρώτων ωκεανών του Άρη. Βασικά, τα ηφαίστεια θα είχαν εκτοξεύσει αέρια και ηφαιστειακή τέφρα στην ατμόσφαιρα που θα οδηγούσαν σε φαινόμενο θερμοκηπίου. Αυτό θα μπορούσε να ζεσταίνει την επιφάνεια στο σημείο που θα μπορούσε να σχηματιστεί υγρό νερό και επίσης να δημιουργήσει υπόγεια κανάλια που επιτρέπουν στο νερό να φτάσει στις βόρειες πεδιάδες.
Το μοντέλο τους μετρά επίσης άλλες προηγούμενες παραδοχές σχετικά με τον Άρη, οι οποίες είναι ότι οι προτεινόμενες ακτές του είναι πολύ ακανόνιστες. Ουσιαστικά, αυτό που θεωρείται ότι ήταν «νερό μπροστά» ιδιοκτησία στον αρχαίο Άρη ποικίλλει σε ύψος έως και ένα χιλιόμετρο? ενώ στη Γη, οι ακτές είναι επίπεδες. Αυτό εξηγείται και από την ανάπτυξη της ηφαιστειακής περιοχής Tharsis, περίπου 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Χρησιμοποιώντας τα τρέχοντα γεωλογικά δεδομένα του Άρη, η ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει πώς θα μπορούσαν να σχηματιστούν οι παρατυπίες που βλέπουμε σήμερα με την πάροδο του χρόνου. Αυτό θα είχε ξεκινήσει όταν ο πρώτος ωκεανός του Άρη (Αραβία) άρχισε να σχηματίζεται πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια και ήταν κοντά για να δει το πρώτο 20% της ανάπτυξης του Tharsis Montes. Καθώς τα ηφαίστεια μεγάλωναν, η γη έγινε καταθλιπτική και η ακτογραμμή μετατοπίστηκε με την πάροδο του χρόνου.
Ομοίως, οι ακανόνιστες ακτές ενός επόμενου ωκεανού (Deuteronilus) μπορούν να εξηγηθούν από αυτό το μοντέλο υποδεικνύοντας ότι σχηματίστηκε κατά το τελευταίο 17% της ανάπτυξης του Tharsis - περίπου 3,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Το χαρακτηριστικό του Isidis, το οποίο φαίνεται να είναι μια αρχαία λίμνη που αφαιρέθηκε ελαφρώς από την ακτογραμμή της Ουτοπίας, θα μπορούσε επίσης να εξηγηθεί με αυτόν τον τρόπο. Καθώς το έδαφος παραμορφώθηκε, ο Ισίδης έπαψε να είναι μέρος του βόρειου ωκεανού και έγινε συνδεδεμένος λίμνος.
«Αυτές οι ακτές θα μπορούσαν να είχαν τοποθετηθεί από ένα μεγάλο σώμα υγρού νερού που υπήρχε πριν και κατά τη διάρκεια της τοποθέτησης του Tharsis, αντί για μετά», δήλωσε ο Citron. Αυτό είναι σίγουρα σύμφωνο με την παρατηρήσιμη επίδραση που είχε ο Tharsis Mons στην τοπογραφία του Άρη. Είναι χύμα όχι μόνο δημιουργεί μια διόγκωση στην αντίθετη πλευρά του πλανήτη (το ηφαιστειακό σύμπλεγμα Elysium), αλλά και ένα τεράστιο σύστημα φαραγγιών (Valles Marineris).
Αυτή η νέα θεωρία δεν εξηγεί μόνο γιατί οι προηγούμενες εκτιμήσεις σχετικά με τον όγκο του νερού στις βόρειες πεδιάδες ήταν ανακριβείς, αλλά μπορεί επίσης να εξηγήσει τα δίκτυα κοιλάδων (κομμένα από ρέον νερό) που εμφανίστηκαν περίπου την ίδια στιγμή. Και τα επόμενα χρόνια, αυτή η θεωρία μπορεί να δοκιμαστεί από τις ρομποτικές αποστολές που η NASA και άλλες διαστημικές υπηρεσίες στέλνουν στον Άρη.
Εξετάστε την Εξερεύνηση Εσωτερικών της NASA χρησιμοποιώντας την αποστολή Σεισμικών Ερευνών, Γεωδαισίας και Μεταφοράς Θερμότητας (InSight), η οποία έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει τον Μάιο του 2018. Μόλις φτάσει στον Άρη, αυτός ο εκφορτωτής θα χρησιμοποιήσει μια σειρά προηγμένων οργάνων - που περιλαμβάνουν σεισμόμετρο, ανιχνευτή θερμοκρασίας και όργανο ραδιοεπιστήμης - για τη μέτρηση του εσωτερικού του Άρη και για να μάθετε περισσότερα για τη γεωλογική δραστηριότητα και την ιστορία του.
Μεταξύ άλλων, η NASA προβλέπει ότι το InSight θα μπορούσε να ανιχνεύσει τα ερείπια του αρχαίου ωκεανού του Άρη που είναι παγωμένα στο εσωτερικό και πιθανώς ακόμη και υγρό νερό. Παράλληλα με το Άρης 2020 rover, το ExoMars 2020και, ενδεχομένως, αποστολές πληρώματος, αυτές οι προσπάθειες αναμένεται να παρέχουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του παρελθόντος του Άρη, η οποία θα περιλαμβάνει πότε πραγματοποιήθηκαν μεγάλα γεωλογικά γεγονότα και πώς αυτό θα μπορούσε να έχει επηρεάσει τον ωκεανό και τις ακτές του πλανήτη.
Όσο περισσότερα μαθαίνουμε για το τι συνέβη στον Άρη τα τελευταία 4 δισεκατομμύρια χρόνια, τόσο περισσότερο μαθαίνουμε για τις δυνάμεις που διαμόρφωσαν το Ηλιακό μας Σύστημα. Αυτές οι μελέτες προχωρούν επίσης πολύ προς τη βοήθεια των επιστημόνων να καθορίσουν πώς και πού μπορούν να σχηματιστούν ζωτικές συνθήκες. Αυτό (ελπίζουμε) θα μας βοηθήσει να εντοπίσουμε τη ζωή σε άλλο σύστημα αστεριών κάποια μέρα!
Τα ευρήματα της ομάδας αποτέλεσαν επίσης αντικείμενο μιας εργασίας που παρουσιάστηκε αυτήν την εβδομάδα στο 49ο Σεμινάριο σεληνιακής και Πλανητικής Επιστήμης στο The Woodlands του Τέξας.
Περαιτέρω ειδήσεις: Berkeley News, Φύση
