Robotik yörünge misyonları, iniş araçları ve geziciler kullanılarak onlarca yıl süren keşifler sayesinde, bilim adamları milyarlarca yıl önce Mars yüzeyinde sıvı suyun aktığından eminler. Bunun ötesinde, su akışının kesintili mi yoksa düzenli mi olduğu gibi birçok soru kaldı. Başka bir deyişle, Mars milyarlarca yıl önce gerçekten 'sıcak ve ıslak' bir ortam mıydı, yoksa daha çok 'soğuk ve buzlu' bir çizgide miydi?
Bu sorular, Mars'ın yüzeyinin ve atmosferinin doğası gereği çelişkili cevaplar sunan devam etti. göre yeni çalışma Brown Üniversitesi'nden, her ikisinin de geçerli olabileceği görülüyor. Temel olarak, Mars'ın başlarında, bugün gezegende görülen antik vadileri ve göl yataklarını oymak için yeterli sıvı su üreten, periyodik erime yaşayan önemli miktarda yüzey buzu olabilirdi.
' başlıklı çalışma, Geç Noachian Icy Highlands İklim Modeli: En Yüksek Yıllık ve Mevsimsel Sıcaklıklar Yoluyla Geçici Erime ve Akarsu/Göl Aktivitesi Olasılığını Keşfetmek ', son zamanlarda ortaya çıktıİkarus.Ashley Palumbo – bir Ph.D. Brown'lı öğrenci Dünya, Çevre ve Gezegen Bilimleri Bölümü - çalışmayı yönetti ve ona danışman hocası (Jim Head) ve Harvard Üniversitesi'nden Profesör Robin Wordsworth katıldı. Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu .
Mars'ın güney yaylalarında örümcek ağı gibi uzanan geniş vadi ağları, gezegenin bir zamanlar daha sıcak ve daha ıslak olduğunu gösteriyor. Kredi: NASA/JPL-Caltech/Arizona Eyalet Üniversitesi
Palumbo ve meslektaşları, çalışmaları için Mars'ın jeolojisi (gezegenin bir zamanlar sıcak ve ıslak olduğunu düşündürür) ile soğuk ve buzlu olduğunu öne süren atmosferik modelleri arasındaki köprüyü bulmaya çalıştılar. Gösterdikleri gibi, geçmişte Mars'ın genellikle buzullarla donmuş olması makul. Yaz aylarında günlük en yüksek sıcaklıklar sırasında, bu buzullar akan su üretmek için kenarlarında erirdi.
Uzun yıllar sonra, bu küçük eriyik birikintilerinin bugün yüzeyde gözlemlenen özellikleri oymak için yeterli olacağı sonucuna vardılar. En önemlisi, Mars'ın güneyindeki dağlık bölgelerde gözlemlenen türden vadi ağlarını oymuş olabilirler. Palumbo olarak açıkladı Brown Üniversitesi'nin bir basın bülteninde, çalışmaları burada Dünya'da meydana gelen benzer iklim dinamiklerinden ilham aldı:
'Bunu, yıllık ortalama sıcaklığın donma noktasının çok altında olmasına rağmen, mevsimsel sıcaklık değişiminin gölleri oluşturmak ve sürdürmek için yeterli olduğu Antarktika Kuru Vadilerinde görüyoruz. Antik Mars için benzer bir şeyin mümkün olup olmadığını görmek istedik.”
Atmosferik modeller ile jeolojik kanıtlar arasındaki bağlantıyı belirlemek için Palumbo ve ekibi, Mars için son teknoloji bir iklim modeliyle işe başladılar. Bu model, 4 milyar yıl önce atmosferin temel olarak (bugün olduğu gibi) karbondioksitten oluştuğunu ve Güneş'in üretiminin şimdi olduğundan çok daha zayıf olduğunu varsayıyordu. Bu modelden, Mars'ın ilk günlerinde genellikle soğuk ve buzlu olduğunu belirlediler.
Nanedi Valles, Chryse Planitia'nın güneybatısında, Xanthe Terra bölgesinde, güneybatı-kuzeydoğu yönünde uzanan ve yaklaşık 800 kilometrelik bir vadi. Kredi: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Bununla birlikte, 4 milyar yıl önce Mars'ta da mevcut olabilecek bir dizi değişkeni de içeriyorlardı. Bunlar, daha önemli bir sera etkisine izin verecek daha kalın bir atmosferin varlığını içerir. Bilim adamları, 4,2 ila 3,7 milyar yıl önce Mars'ın atmosferinin ne kadar yoğun olduğu konusunda anlaşamadıkları için, Palumbo ve ekibi, çeşitli makul atmosferik yoğunluk seviyelerini hesaba katmak için modelleri çalıştırdı.
Ayrıca 4 milyar yıl önce var olabilecek ve bazı tahminlere konu olan Mars'ın yörüngesindeki varyasyonları da düşündüler. Burada da eksen eğikliği ve farklı eksantriklik derecelerindeki farklılıkları içeren çok çeşitli makul senaryoları test ettiler. Bu, bir yarım kürenin diğerine göre ne kadar güneş ışığı aldığını etkilemiş ve sıcaklıkta daha önemli mevsimsel değişikliklere yol açmıştı.
Sonunda, model, güney yaylalarında vadi ağlarının bulunduğu yere yakın buzla kaplı bölgelerin olduğu senaryolar üretti. Bu senaryolarda gezegenin ortalama yıllık sıcaklığı donma noktasının oldukça altındayken, aynı zamanda donma noktasının üzerine çıkan bölgede en yüksek yaz sıcaklıklarına da neden oldu. Geriye kalan tek şey, üretilen su hacminin bu vadileri oymak için yeterli olacağını göstermekti.
Neyse ki, 2015'te Profesör Jim Head ve Eliot Rosenberg (o zamanlar Brown'da lisans öğrencisiydi) bir çalışma bu vadilerin en büyüğünü üretmek için gereken minimum su miktarını tahmin eden. Palumbo ve meslektaşları, gerekli akış hızları ve vadi ağı oluşumunun süresine ilişkin tahminler sağlayan diğer çalışmalarla birlikte bu tahminleri kullanarak, çalışan modelden türetilmiş bir senaryo buldular.
Mars ılık ve sulu mu (yani mavi bir gezegen mi?) yoksa ara sıra eriyen bir buz topu mu? Kredi bilgileri: Kevin Gill
Temel olarak, Mars'ın eksantrikliği 0.17 (şu anki eksantrikliğine kıyasla 0.0934) olsaydı, 25° eksenel eğime (bugünkü 25.19°'ye kıyasla) ve 600 mbar'lık bir atmosfer basıncına (bugünün 100 katı) sahip olduğunu buldular. o zaman vadi ağlarını oluşturmaya yetecek kadar erimiş su üretmek yaklaşık 33.000 ila 1.083.000 yıl alacaktı. Ancak dairesel bir yörünge, 25°'lik bir eksenel kiremit ve 1000 mbar'lık bir atmosfer varsayıldığında, yaklaşık 21.000 ila 550.000 yıl sürerdi.
Bu senaryolarda gerekli olan eksantriklik ve eksen eğikliği dereceleri, 4 milyar yıl önceki Mars için olası yörünge aralığı içindedir. ve Baş olarak belirtilen , bu çalışma geçmişte çelişkili olan atmosferik ve jeolojik kanıtları uzlaştırabilir:
'Bu çalışma, Antarktika McMurdo Kuru Vadilerindeki saha çalışmamız sırasında gözlemlediğimiz akarsuları ve gölleri oluşturan mevsimsel erimeye benzer bir şekilde, erken Mars'ta sıvı suyun nasıl oluşabileceğini açıklamak için makul bir hipotez ekliyor. Şu anda, soğuk ve buzlu erken Mars'ın erimesine katkıda bulunabilecek volkanizma ve çarpma kraterleri dahil olmak üzere ek aday ısınma mekanizmalarını araştırıyoruz.'
Ayrıca, Mars ikliminin Dünya'da da düzenli olarak meydana gelen değişikliklere maruz kaldığını göstermesi açısından da önemlidir. Bu, iki uçağımızın bazı yönlerden nasıl benzer olduğuna ve birinin araştırılmasının diğerini anlamamıza nasıl yardımcı olabileceğine dair başka bir gösterge sağlar. Son olarak, ancak en az değil, aynı fikirde olmayan bir paya yol açan bir konuya bir miktar sentez sunar.
Mars'ın yüzeyinde - ve Güneş'in üretiminin bugünkünden çok daha zayıf olduğu bir zamanda - sıcak, akan suyu nasıl deneyimlediği konusu, çok fazla tartışma konusu olmaya devam etti. Son yıllarda, araştırmacılar gezegenin nasıl ısınmış olabileceğine dair çeşitli öneriler geliştirdiler. sirrus bulutları periyodik metan gazı patlamaları yüzeyin altından.
Bu son çalışma, 'sıcak ve sulu' ve 'soğuk ve buzlu' kamplar arasındaki tartışmayı tam olarak çözemese de, ikisinin birbirini dışlamayabileceğine dair ikna edici kanıtlar sunuyor. Çalışma aynı zamanda bir sunum yapılan 48. Ay ve Gezegen Bilimleri Konferansı 20-24 Mart tarihleri arasında The Woodland, Texas'ta gerçekleşti.
Daha fazla okuma: Kahverengi Üniversitesi , İkarus