A Mars vizének rejtélye elmélyül a legújabb talajvíz-felfedezésekkel

A kutatások azt mutatják, hogy ősi Mars Minimális a talajvíz utántöltése, és jelentősen eltért a Föld vízdinamikájától, ami befolyásolta éghajlatának megértését, és segítette a jövőbeli Mars-küldetéseket.

A Mars valamikor nedves világ volt. A Vörös Bolygó geológiai feljegyzései a felszínen folyó vízre utalnak – a folyók deltáitól a hatalmas áradások által vájt völgyekig.

Egy új tanulmány azonban azt mutatja, hogy bármennyi eső esett is az ókori Marson, a bolygó déli hegyvidékein kevés eső szivárgott be a víztartó rétegbe.

Az austini Texasi Egyetem végzős hallgatója a felfedezést egy víztartó réteg talajvíz utántöltési dinamikájának modellezésével tette meg számos módszerrel – a számítógépes modellektől az egyszerű számításokig.

A Mars valódi színekben, az Emirates Mars Mission 2021 augusztusában rögzítette. Fénykép: Kevin M. Gill

Talajvíz feltöltődése a Marson

A bonyolultságtól függetlenül az eredmények ugyanarra a válaszra konvergáltak – átlagosan csekély, 0,03 mm-es talajvíz-utánpótlás évente. Ez azt jelenti, hogy bárhol is esett az eső a modellben, évente átlagosan csak 0,03 milliméter került volna a víztartó rétegbe, és ma is folytatta volna a bolygó fennmaradó felszínformáit.

Összehasonlításképpen: a San Antonio-t vízzel ellátó Trinity és Edwards Trinity víztartók éves feltöltődési üteme általában évi 2,5-50 milliméter, vagyis a kutatók által kiszámított marsi vízadó feltöltődési ráta körülbelül 80-1600-szorosa.

Eric Hiatt, a vezető szerző, a Jackson School of Geosciences doktorandusza számos lehetséges oka lehet a talajvíz ilyen alacsony áramlásának. Amikor esett, a víz többnyire átmoshatta a marsi tájat lefolyásként. Vagy talán egyáltalán nem esett sokat.

Következmények az éghajlatra és a Mars felfedezésére

Ezek az eredmények segíthetnek a tudósoknak abban, hogy korlátozzák azokat az éghajlati viszonyokat, amelyek esőt okozhatnak a Marson a korai Marson. Ezek egy teljesen más vízrendszert is jeleznek a Vörös Bolygón, mint ami ma a Földön létezik.

„Az a tény, hogy a talajvíz nem nagy dolog, azt jelentheti, hogy más dolgok is azok” – mondta Hiatt. „Ez talán eltúlozza a lefolyás fontosságát, vagy azt jelentheti, hogy nem esett annyi eső a Marson. De ez alapvetően különbözik attól, ahogyan mi gondoljuk ezt.” [water] Földön.”

Az eredményeket a folyóiratban tették közzé Icarus. A cikk társszerzői Muhammad Afzal Shadab, a Jackson School doktorandusza, valamint Sean Gulick, Timothy Goode és Mark Hess oktatók.

A vezető szerző Eric Hiatt, az UT Austin Jackson School of Geosciences doktorandusza, egy Mars-gömbbel. Köszönet: Texasi Egyetem, Austin/Jackson School of Geosciences

A tanulmányban használt modellek a talajvíz áramlását szimulálják „stacionárius” környezetben, ahol a víz beáramlása és kiáramlása egyensúlyban van. A tudósok ezután változtatták az áramlást befolyásoló tényezőket – például hol esett az eső, vagy a kőzetek átlagos porozitását –, és megfigyelték, hogy milyen más változóknak kell változniuk az egyensúlyi állapot fenntartásához, és mennyire valószínűek ezek a töltések.

Míg más kutatók hasonló technikákkal szimulálták a talajvíz áramlását a Marson, ez a modell az első, amely beépítette a Marson több mint hárommilliárd évvel ezelőtt létező óceánok hatását a Hellas, Argyri és Borealis medencékben.

A tanulmány a legújabb műhold által gyűjtött topográfiai adatokat is tartalmazza. Hiatt elmondta, hogy a modern tájak még mindig őrzik a bolygó egyik legrégebbi és legbefolyásosabb topográfiai jellemzőjét – az északi félteke – az alföld – és a déli félteke – a felföld – közötti rendkívüli magasságkülönbséget, amelyet a Nagy Hasadéknak neveznek. Ez a felosztás őrzi a múltban a felszínre emelkedő fenékvíz jeleit, mivel a talajvíz a víztartó rétegből a felszínre emelkedett. A kutatók a múltbeli felemelkedési események geológiai jelzőit használták a különböző modellek eredményeinek értékelésére.

Különböző modellek segítségével a kutatók évi 0,03 milliméteres átlagos talajvíz-utánpótlási rátát találtak, ami szorosan megfelel a geológiai feljegyzésekből ismertnek.

A keresés nem korlátozódik a Vörös Bolygó múltjának megértésére. Ez a jövőbeli Mars-kutatásra is hatással van. A talajvíz áramlásának megértése segíthet meghatározni, hol lehet ma vizet találni, mondta Hiatt. Akár az ősi élet jeleit keresi, akár emberi felfedezőket próbál támogatni, akár rakéta-üzemanyagot készít, hogy visszatérjen a Földre, elengedhetetlen tudni, hol lehet a víz a legnagyobb valószínűséggel.

Hivatkozás: Eric Hiatt, Muhammad Afzal Shadab, Sean P. S. Gulick, Timothy A. „A déli hegyvidéki víztartó korlátozott feltöltődése a Marson korai Marson”. Jude és Mark A. Hesse, 2023. szeptember 9. Icarus.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

A kutatást finanszírozta NASAés a University of Texas Geophysics Institute és az UT Center for Planetary Habitation.