Kur pazuda Marsa ūdens? Jauns pētījums izaicina šobrīd aktuālās teorijas  (25)

Planētu pētnieki ir daudzmaz vienisprātis, ka pirms aptuveni četriem miljardiem gadu sausais, aukstais un nemīlīgais Marss bija potenciālai dzīvībai daudz labvēlīgāka vide – uz Marsa bija gan mēreni siltāks, gan blīvāka atmosfēra, gan šķidrs ūdens, kura atstātās pēdas skaidri redzamas dažādos veidojumos uz Marsa virsmas. Piemēram, Jezero krāteris, kur šobrīd rosās NASA pašgājējs "Perseverance", savulaik bija pildīts ar ūdeni, tam cauri tecējusi upe.

Šobrīd Marss ir nemīlīgs un šķietami "sauss" – acīmredzamākie ūdens resursi ir Marsa polu ledus cepurēs, un arī tur daļa no ledus ir nevis ūdens ledus, bet gan sasalis oglekļa dioksīds. Kur pazuda Marsa ūdens? Viena no vadošajām teorijām ir – burtiski aizplūda kosmosā. Proti, Marsam pirms vairākiem miljardiem gadu zaudējot savu magnētisko lauku, pamazām Saules vēja, kosmiskā starojuma un citu faktoru ietekmē tika zaudēta arī planētas atmosfēra. Samazinoties atmosfēras spiedienam, sarūk arī ūdens viršanas temperatūra. Pie pašreizējā atmosfēras spiediena uz Marsa (apmēram 0,6% no tā, kāds ir uz Zemes), šķidrs ūdens atkarībā no temperatūras vai nu sasaltu, vai ļoti ātri iztvaikotu pat pie pavisam nelieliem "plusiem" un nonāktu atmosfērā kā tvaiks. Tur pakāpeniski no atmosfēras augšējiem slāņiem pakāpeniski aizplūda kosmosā – jāatgādina arī, ka Marsa gravitācija ir teju trīs reizes mazāka par Zemes gravitāciju.

Nu NASA finansētā pētījumā planētu pētniece Eva Šellere kopā ar kolēģiem Betāniju Elmanu, Juku Jungu, Daniku Adamsu un Renju Hu met izaicinājumu šai versijai – no 30% līdz pat 99% kādreiz uz Marsa bijušā ūdens aizvien varētu būt turpat, tikai hidratācijas procesā iesprostots iežos planētas garozā.

Pašreizējās aplēses par to, cik daudz ūdens uz Marsa savulaik bijis, liecina – ar to būtu pieticis, lai visu Marsa virsmu varētu nosegt 100 līdz 1500 metru dziļš okeāns. Ūdens daudzums tādējādi – aptuveni puse no tā, kas ir Atlantijas okeānā. Šellere nenoliedz, ka daļa Marsa ūdens tik tiešām iztvaikojusi un aizplūdusi izplatījumā, taču uzskata, ka tas noticis daudz mazākos apmēros un nav veids, kā Marss varētu zaudēt lielāko daļu sava ūdens šajā laika posmā. "Ūdens "aizbēgšana" no atmosfēras pilnībā neizskaidro tos datus, kas mums ir par kādreizējo ūdens daudzumu uz Marsa," NASA citē Šelleri.

Viņa ar kolēģiem apkopoja datus, kas ievākti gan no Marsa mākslīgajiem pavadoņiem, gan pašgājējiem un zondēm, gan no Marsa izcelsmes meteorītu izpētes. Komandu specifiski interesēja "parastā" ūdeņraža (protija) un tā otra stabilā izotopa – smagā ūdeņraža jeb deitērija – attiecība Marsa pašreizējā atmosfērā un garozā. Kā mēs zinām, ūdens molekulu veido ūdeņradis un skābeklis – divi ūdeņraža atomi un viens skābekļa atoms. Taču ne visi ūdeņraža atomi ir vienādi – ja parasti ūdeņraža atoma kodolā ir viens protons, tad smagā ūdeņraža jeb deitērija atoma kodolā – viens protons un viens neitrons. Dabiskais ūdeņradis satur mazāk par 0,02% deitērija.

Likumsakarīgi, vieglākajam protijam jeb "parastajam" ūdeņradim no atmosfēras vajadzētu aizplūst prom daudz vieglāk par savu smagāko "brālēnu" deitēriju. Tādējādi, ja tik tiešām lielākā daļa Marsa ūdens būtu zaudēta, aizplūstot no atmosfēras augšējiem slāņiem kosmosā, tam vajadzētu atstāt redzamas "pēdas" attiecībā, cik procentuāli uz Marsa palikušo ūdeņradi veido protijs, bet cik – deitērijs.

Šellere ar kolēģiem skaidro, ka viņu apkopoto datu analīze liecina – Marsa ūdens nevis lielākoties aizplūdis kosmosā, bet gan ķīmisku reakciju rezultātā nu ir "iespundēts" Marsa garozu veidojošajos iežos.

"Šis ir ļoti būtisks pētījums, lai mēs labāk saprastu, cik daudz ūdens savulaik bijis uz Marsa, cik ir zudis un kur tas varētu būt šodien," skaidro viens no NASA Marsa izpētes programmas vadošajiem pētniekiem Maikls Mejers.

"Šis pētījums liek galdā ideju, ka liels ūdens daudzums, patiesībā pat varbūt lielākā daļa, varētu būt iesprostots turpat uz Marsa iežu sastāvā. Šādā hidratācijas procesā patiesībā iespējams uzglabāt lielu daudzumu ūdens, pat tik daudz, lai visu Marsa virsmu teorētiski varētu nosegt kilometru dziļš okeāns," raidorganizācijai BBC skaidro ar šo pētījumu nesaistītais Londonas Dabas muzeja planētu pētnieks doktors Pīters Grindrods.

Pētījuma vadošā zinātniece Šellere norādīja, ka ar nepacietību gaida to, ko iespēs NASA rovers "Perseverance". Tas darbojas apgabalā, kas savulaik bijusi upes delta Jezeru krāterī. ""Perseverance" rovers pētīs arī tieši šos procesus un ķīmiskās reakcijas, kuru rezultātā ūdens molekulas var tikt iesprostotas iežos Marsa garozā," pauž Šellere.

Gaidīsim, ar kādiem datiem klajā nāks jaunais NASA rovers!