Mala jezera na drevnom Marsu mogla su ostati tekuća desetljećima, iako su prosječne temperature zraka bile znatno ispod točke smrzavanja.
Primjenom klimatskog modela prilagođenog uvjetima na Marsu, istraživački tim sa Sveučilišta Rice utvrdio je da su jezera na lokacijama poput kratera Gale, u blizini marsovskog ekvatora, mogla opstati ispod tankog sezonskog ledenog pokrova najmanje desetljećima, a vjerojatno i dulje dok su klimatski uvjeti ostajali stabilni. Ti rezultati pridonose rješavanju dugogodišnje zagonetke marsovske znanosti: na površini planeta postoje oblici nastali dugotrajnim djelovanjem tekuće vode, iako klimatski modeli upućuju na to da je rani Mars bio prehladan da bi takvi uvjeti bili mogući.
Studija, objavljena u časopisu AGU Advances, nudi novo objašnjenje kako su jezera mogla postojati bez toplog globalnog klimata i zašto su drevna marsovska jezerska korita danas tako dobro očuvana.
“Kad sam vidjela drevne jezerske bazene na Marsu bez jasnih dokaza o debelom, dugotrajnem ledu, zapitala sam se jesu li ta jezera u hladnoj klimi mogla zadržati vodu dulje od jedne sezone”, rekla je Eleanor Moreland, doktorandica na Sveučilištu Rice i glavna autorica studije. “Kad je naš novi model počeo pokazivati jezera koja mogu trajati desetljećima uz samo tanak, sezonski nestajući sloj leda, bilo je uzbudljivo jer se napokon pojavljuje fizički mehanizam koji odgovara onome što danas vidimo na Marsu.”
Prilagodba Zemljinih klimatskih alata
Istraživači su prilagodili klimatski alat poznat kao “Proxy System Modeling”, koji je izvorno razvila klimatologinja Sylvia Dee za rekonstrukciju drevnih klimata na Zemlji pomoću neizravnih tragova poput godova drveća ili ledenih jezgri.
Dok Zemlja ima prirodne zapise takvih pokazatelja, Mars nema drveće niti usporedive klimatske arhive. Umjesto toga, tim je koristio mjerenja prikupljena roverima na Marsu, oslanjajući se na zapise u stijenama i mineralima planeta kao zamjenu za klimatski arhiv.
Tijekom nekoliko godina model je prilagođavan kako bi opisivao Mars kakav je bio prije oko 3,6 milijardi godina, uzimajući u obzir slabije Sunčevo zračenje, atmosferu bogatu ugljikovim dioksidom i drugačije sezonske obrasce.
U novom modelu “Lake Modeling on Mars with Atmospheric Reconstructions and Simulations”, poznatom kao “LakeM2ARS”, provedena su 64 različita testna scenarija, temeljena na stvarnim podacima s NASA-inog rovera Curiosity iz kratera Gale i na simulacijama marsovske klime. Svaki test simulirao je hipotetsko jezero unutar kratera tijekom 30 marsovskih godina, što odgovara približno 56 zemaljskih godina, kako bi se utvrdilo može li jezero u takvim uvjetima realno ostati tekuće.
“Bilo je zabavno proći kroz misaoni eksperiment kako model jezera razvijen za Zemlju prilagoditi drugom planetu, iako je taj proces uključivao popriličnu količinu ispravljanja pogrešaka kad smo, primjerice, morali promijeniti gravitaciju”, rekla je Dee, izvanredna profesorica znanosti o Zemlji, okolišu i planetima te koautorica studije.
“Iznenadilo nas je i ohrabrilo koliko je model bio osjetljiv na parametre poput atmosferskog tlaka i sezonskih promjena temperature. To pokazuje da, uz malo kreativnosti i eksperimentiranja, modeli razvijeni za Zemlju mogu dati realistične klimatske scenarije za Mars.”
Skriveni zaštitnik
U nekim simulacijama jezera su se tijekom hladnijih razdoblja potpuno smrzavala, dok su u drugima ostajala tekuća i bila prekrivena tankim slojem leda umjesto da se zalede do dna. Taj tanki led djelovao je kao izolacijski poklopac, znatno smanjujući gubitak vode, a istodobno dopuštajući Sunčevu svjetlost da tijekom toplijih mjeseci zagrijava led i vodu ispod njega.
Zbog takvog sezonskog ciklusa neka simulirana jezera gotovo da nisu mijenjala dubinu tijekom desetljeća, što upućuje na to da su mogla ostati stabilna kroz duga razdoblja čak i kad su prosječne temperature zraka veći dio vremena bile ispod točke smrzavanja.
“Ovaj sezonski ledeni pokrov ponaša se poput prirodne deke za jezero”, rekla je Kirsten Siebach, izvanredna profesorica znanosti o Zemlji, okolišu i planetima te koautorica studije.
Zimi izolira vodu, a ljeti omogućuje topljenje, objasnila je Siebach. “Budući da je led tanak i privremen, iza sebe bi ostavio vrlo malo tragova, što bi moglo objasniti zašto roveri nisu pronašli jasne dokaze trajnog leda ili ledenjaka na Marsu”, rekla je.
Rezultati upućuju na to da je rani Mars mogao podržavati dugotrajna jezera bez potrebe za trajno toplom klimom, dovodeći u pitanje ranija shvaćanja prema kojima bi površinska voda na Marsu zahtijevala stalnu toplinu.
U završnom dijelu rada istraživači ističu da bi, ako su drevna marsovska jezera opstajala pod sezonskim ledom, a ne ispod debelog trajnog pokrova, mnoge značajke na Marsu koje je bilo teško uskladiti s dosadašnjim klimatskim modelima, uključujući očuvane obalne linije, slojeve sedimenata i mineralne naslage, mogle dobiti jasnije tumačenje.
Također navode da planiraju primijeniti model LakeM2ARS na druge marsovske bazene kako bi ispitali jesu li slična jezera mogla postojati i drugdje, te proučiti kako su promjene sastava atmosfere ili kruženje podzemnih voda mogle utjecati na stabilnost ledenog pokrova kroz vrijeme. “Ako se slični obrasci pokažu diljem planeta, to bi poduprlo ideju da je čak i prilično hladan rani Mars mogao održavati tekuću vodu tijekom cijele godine, ključan sastojak za okoliše potencijalno pogodne za život”, rekla je Moreland
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
