Ūdens Marsā: ledus, bijušais šķidrais ūdens un pierādījumi

Atklāj Marsa ūdens noslēpumus: ledus slāņi, bijušas upes, minerāli un pierādījumi par pagātnes un mūsdienu šķidru ūdeni — pētniecība, misijas un atklājumi.

Marsa ir daudz sausāka nekā Zemes — uz tās ir mazāk ūdens, un lielākā daļa zināmā ūdens atrodas kriosfērā (mūžīgais sasalums un polārie cepurīši). Plānajā atmosfērā ir tikai neliels daudzums ūdens tvaiku, un uzreiz šķidrs ūdens uz virsmas parasti nav ilgstoši stabils.

Kāpēc uz Marsa šķidrs ūdens ir reti sastopams?

Galvenās šķidrā ūdens neesamības problēmas ir zems spiediens un zemā temperatūra. Vidējais atmosfēras spiediens un temperatūra uz planētas virsmas parasti ir pārāk zema, tāpēc ūdens viegli sasalst vai sublimē (pāriet no ledus tieši tvaika stāvoklī). Tomēr tas nenozīmē, ka Marsā nav ūdens vispār — tas ir galvenokārt ledus vai ķīmiski saistīts minerālos.

Pierādījumi par pagātnes šķidro ūdeni

Ir daudz ģeomorfoloģisku un ķīmisku liecību, kas norāda, ka Marsa virsmā kādreiz plūda šķidrs ūdens. No orbītām un virsmas nosēšanās vietām iegūtie attēli atklāj strukturālas pazīmes, kas atgādina Zemes upju ielejas un ezeru krastus — piemēram, strautu gultnes, plašas erozijas formas un varbūt bijušās piekrastes līnijas, kas varētu liecināt par senām ūdens masām līdzīgiem okeāniem. Redzami arī izteikti erodēti krāteri, kuru formas liecina par tekoša šķidruma darbību.

Minerāli kā ūdens liecinieki

Citi svarīgi pierādījumi ir minerāli, kas veidojas tikai vai galvenokārt ūdens klātbūtnē. Analīzes ir atklājušas hidratētus silikātus, sāļus un oksīdus, kas norāda uz ilgstošu vai periodisku mijiedarbību ar šķidru ūdeni. Īpaši minami ir minerāli, kas bieži saistās ar ūdens klātbūtni — piemēram, pelēcīgi un kristālisks hematīts, fitosilikāti, opāls un sulfāti. Šie materiāli parasti veidojas, reaģējot ar ūdeni vai nogulsnējoties no ūdens šķīdumiem.

Mūsdienu ledus un īslaicīga šķidruma iespējas

Pašlaik zināmais Marsa ūdens ir galvenokārt ledus — polārie cepurīši, plašas zemējuma ledus nogulsnes un seklā subsurface ledus. Orbītā esošie instrumenti, tostarp gamma staru spektrometri, ir identificējuši ūdeņraža koncentrācijas, kas atbilst ledus klājumam tieši zem virsmas daudzās planētas daļās. Radioloģiskie un radara pētījumi arī radara pētījumos tika atraduši ledus un ledāju pazīmes zem virsmas.

Tika izvirzītas arī hipotēzes par īslaicīgām šķidrā ūdens formām: sāļas šķīdnes (brīni) var pazemināt sala punktu un īslaicīgi veidoties pie noteiktiem nosacījumiem. Pēdējo gadu novērojumi par tumšajām svītrām uz nogāzēm (recurring slope lineae — RSL), kuras latviski dēvē par "tumšajām svītrām", liecināja par iespēju, ka tās veido ūdens vai sāļu šķīdums. Tomēr šī interpretācija ir debatēs un netiek uzskatīta par galīgu, jo tumšo svītru izcelsme var būt arī sausa materiālu pārvietošanās vai citi procesi.

Novērojumi no misijām un nosēšanās aparātiem

Daudzu Marsa lidojumiem, tostarp "Viking", "Mars Odyssey", "Mars Global Surveyor", "Mars Express" un "Mars Reconnaissance Orbiter", kameras un spektrometri ir fiksējuši pazīmes, kas atgādina senus ezeri, izteiktas upju ielejas un plašu apledojumu klātbūtni. Orbīta instrumenti, tostarp gamma staru spektrometri un hyperspektrālie instrumenti, ir noteikuši hidratētas minerālu zonas un ledus pazīmes.

Nosēšanās misijas arī sniedza tiešus pierādījumus. Piemēram, Phoenix nosēšanās laikā atklāja zemes ledus un novēroja tā atkušanos pie saules iedarbības. Phoenix instrumenti konstatēja arī hlorātus vai perhlorātus augsnē — sāļus, kas var pazemināt ūdens sasalšanas temperatūru — un ziņoja par sniega kritumiem atmosfērā un pat par šķidruma pazīmēm kā pilieni vai mitruma plankumi nosēšanās platformā. Šie novērojumi paplašina izpratni par to, ka vietējā ķīmija un temperatūras svārstības var radīt īslaicīgas šķidruma formas.

Secinājums un nākotnes pētījumi

Kopumā pierādījumu kopa — ģeomorfoloģija, mineraloģija un tiešie mērījumi — liecina, ka Marsa virspuse pirms miljardiem gadu, visticamāk, ir bijusi daudz mitrāka un iespējami aptverusi plašas šķidra ūdens reģionus. Mūsdienās lielākā daļa ūdens uz Marsa pastāv kā ledus vai tiek ķīmiski ieslēgts minerālos, bet īslaicīgas šķidruma formas, īpaši sāļi brīni, nav pilnībā izslēgtas. Jaunas misijas un instrumenti (piem., augstas izšķirtspējas kameras, radari un spektrometri) turpina precizēt šos atklājumus un meklēt papildu pierādījumus par ūdens lomu Marsa ģeoloģijā un iespēju atbalstīt nākotnes cilvēku izpēti.

Nesenā ziņojumā teikts, ka Marsa virsmas tumšās svītras ir veidojis ūdens — tas ir viens no aktuālajiem pētījumu virzieniem, kura rezultāti var mainīt mūsu izpratni par īslaicīgas šķidruma pastāvēšanu mūsdienu Marsā.

Ūdens, kas atrasts ar zondēm

Daudzos Marsa lidojumos un zondēs ir atrastas liecības par ūdens esamību uz Marsa planētas. Mariner 9 konstatēja ūdens eroziju un nogulsnēšanos, laikapstākļu frontes un miglas. Viking 2 nolaidās uz Marsa ziemas sezonā un konstatēja salizturu. Mars Global Surveyor, kas varēja atklāt seno ūdeni, konstatēja, ka Marss jau ļoti ilgu laiku ir bijis sauss. NASA 2006. gada 6. decembrī publicēja divu krāteru Terra Sirenum un Centauri Montes fotogrāfijas, kurās 1999. un 2001. gadā kādā brīdī bija redzams šķidrs ūdens. Pathfinder atklāja, ka ūdens uz Marsa ir bijis arī agrāk. Pathfinder apstiprināja, ka tur, kur tas piezemējās, ir pārāk auksts, lai tur varētu būt šķidrs ūdens. Tomēr ūdens varētu būt šķidrā stāvoklī, ja tas būtu sajaukts ar dažādiem sāļiem. Pathfinder atrada arī pierādījumus par mākoņu un, iespējams, miglas klātbūtni Marsa virsū. Mars Odyssey atrada daudz vairāk pierādījumu par ūdens esamību uz Marsa. Odyssey uzņemtie attēli apstiprināja, ka uz zemes ir ledus. 2003. gada jūlijā konferencē Kalifornijā tika paziņots, ka Marsa Odyssey borta gamma staru spektrometrs (GRS) ir atklājis lielu ūdens daudzumu lielās Marsa teritorijās. Tieši zem Marsa virsmas ir pietiekami daudz ledus, lai divreiz piepildītu Mičiganas ezeru.

Sals pie Viking 2 nolaišanās vietas Utopia Planitia salā

Jautājumi un atbildes

Jautājums: Kāds ir galvenais ūdens avots uz Marsa?

J: Vai uz Marsa ir šķidrs ūdens?

J: Vai uz Marsa virsmas kādreiz ir bijis šķidrs ūdens?

J: Kādi pierādījumi liecina, ka uz Marsa virsmas vai zem tās virsmas varētu būt bijis šķidrs ūdens?

Kādi instrumenti tika izmantoti, lai uzņemtu attēlus, kas, šķiet, ir seni ezeri un upju ielejas?

Jautājums: Ko parādīja Phoenix zemeslode, kad tā nolaidās?

J: Vai nesenajā ziņojumā bija iespējams apstiprināt, ka Marsa tumšās svītras ir veidojušās ūdens klātbūtnes dēļ?

Meklēt pēc burta