To χαμένο νερό του Άρη «βρίσκεται ακόμα εκεί»

Πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Άρης ήταν μια υδρόγειος που έμοιαζε με τη σημερινή Γη. Ένα δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα, είχε μετατραπεί στην παγωμένη έρημο που βλέπουμε σήμερα.

Πού εξαφανίστηκε όλο αυτό το νερό; Σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Science, η απάντηση είναι απλή: δεν εξαφανίστηκε, απλώς κρύβεται παγιδευμένο σε επιφανειακά ορυκτά.

Ερευνητές της NASA και του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) εκτιμούν ότι πριν από 4 δισ. χρόνια ο Άρης διέθετε αρκετό νερό για να καλυφθεί ολόκληρος σε βάθος 100 έως 1.500 μέτρων –μια ποσότητα που αντιστοιχεί περίπου στο ήμισυ του Ατλαντικού Ωκεανού.

Η κρατούσα θεωρία θέλει το νερό του Άρη να εξατμίστηκε και να χάθηκε γρήγορα στο διάστημα λόγω της χαμηλής βαρύτητας και της έλλειψης προστατευτικού μαγνητικού πεδίου.

Η νέα μελέτη δεν αμφισβητεί ότι αυτό συνέβη, εκτιμά όμως ότι η διαρροή στο Διάστημα είναι μόνο ένα μέρος της εξίσωσης.

«Η διαρροή στο Διάστημα δεν εξηγεί πλήρως τα δεδομένα για το πόσο νερό υπήρχε κάποτε στον Άρη» λέει η Έβα Σέλερ, υποψήφια διδάκτορας του Caltech και πρώτη συγγραφέας της δημοσίευσης.

Βότσαλα που φωτογραφήθηκαν από το ρομπότ Curiosity στον Άρη. Πρέπει να σχηματίστηκαν από τρεχούμενο νερό (NASA/JPL-Caltech)

Ισότοπα υδρογόνου

Χρησιμοποιώντας μια ποικιλία δεδομένων από αποστολές στον Άρη και αναλύσεις αρειανών μετεωριτών, η ερευνητική ομάδα εξέτασε τις μεταβολές στην ποσότητα υδρατμών, πάγου και υγρού νερού στην ιστορία του Άρη, καθώς και τη χημική σύσταση του φλοιού και της ατμόσφαιρας όπως είναι σήμερα.

Έμφαση δόθηκε στην αναλογία διαφορετικών ισοτόπων του υδρογόνου, βασικού συστατικού του νερού.

Τα άτομα υδρογόνου δεν είναι όλα ίδια. Τα περισσότερα φέρουν μόνο ένα πρωτόνιο στον πυρήνα τους, ωστόσο ένα μικρό μέρος, γύρω στο 0,02% φέρει στον πυρήνα ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. Το ισότοπο αυτό ονομάζεται δευτέριο.

Λόγω της μικρής πυκνότητάς του, το υδρογόνο διαρρέει πιο εύκολα στο Διάστημα συγκριτικά με το βαρύτερο δευτέριο. Και αυτό σημαίνει ότι η συνεχιζόμενη διαρροή θα άφηνε το ίχνος της στην αναλογία δευτέριου προς υδρογόνο, η οποία θα έπρεπε συνεχώς να μεγαλώνει.

Η αναλογία των ισοτόπων στον σημερινό Άρη δεν μπορεί να εξηγηθεί αποκλειστικά με βάση τη θεωρία της διαρροής, διαπιστώνει η μελέτη. Μπορεί όμως να εξηγηθεί αν συνυπολογιστεί και ένας δεύτερος μηχανισμός, η παγίδευση του νερού σε επιφανειακά πετρώματα.

Ένυδρα ορυκτά

Πολλά πετρώματα απορροφούν νερό όταν βρέχονται και το ενσωματώνουν στην δομή τους. Στη Γη, τα ένυδρα πετρώματα συνεχώς βυθίζονται στον μανδύα και αργότερα επανέρχονται στην επιφάνεια λόγω της μετακίνησης των τεκτονικών πλακών, οπότε απελευθερώνουν ξανά στην ατμόσφαιρα το νερό που είχαν κατακρατήσει.

Ο Άρης όμως δεν διαθέτει τεκτονικές πλάκες, κάτι που σημαίνει ότι το νερό των ένυδρων ορυκτών μένει παγιδευμένο για πάντα.

Ένυδρα ορυκτά στην επιφάνεια του Άρη σε ψευδοχρωματικό χάρτη του δορυφόρου MRO της NASA (J. Carter et al. / JGR Planets 2013)

Όπως επισημαίνει η Σέλερ, η επικεφαλής της μελέτης, ένυδρα ορυκτά έχουν πράγματι βρεθεί στην επιφάνεια του Άρη. «Η διαρροή στην ατμόσφαιρα σίγουρα έπαιξε ρόλο στην απώλεια νερού, ωστόσο ευρήματα από αποστολές της τελευταίας δεκαετίας οδηγούν στο γεγονός ότι υπάρχει ένα τεράστιο απόθεμα αρχαίων ένυδρων ορυκτών, των οποίων ο σχηματισμός σίγουρα μείωσε τη διαθεσιμότητα του νερού στην πορεία του χρόνου» λέει η ερευνήτρια.

Η Σέλερ θα συμμετάσχει τώρα στην ανάλυση των δεδομένων που αναμένονται από το Perseverance, το νέο ρομπότ της NASA που έφτασε στον Άρη τον Φεβρουάριο.

Ο ρομποτικός γεωλόγος θα αναζητήσει ίχνη αρχαίας ζωής και θα συλλέξει πετρώματα που θα παραληφθούν από μελλοντική αποστολή για μεταφορά της Γης.

Οι ερευνητές θα μπορέσουν έτσι να πιάσουν στα χέρια τους τα ένυδρα ορυκτά που απορρόφησαν τις εξωγήινες θάλασσες.