Αμφιβολία για τη θέση των υπόγειων λιμνών υγρού νερού στον Άρη – μπορεί να είναι απλώς παγωμένη λάσπη

Τρεις μελέτες που δημοσιεύθηκαν τον περασμένο μήνα έθεσαν αμφιβολίες για την υπόθεση της ύπαρξης υπόγειων λιμνών κάτω από τον νότιο πόλο του Άρη.

Όπου υπάρχει νερό, υπάρχει ζωή. Αυτό συμβαίνει τουλάχιστον στη Γη, και γιατί οι επιστήμονες παραμένουν μπερδεμένοι από οποιαδήποτε στοιχεία που υποδηλώνουν ότι υπάρχει υγρό νερό σε κρύο, ξηρό μέρος. Άρης. Ο Κόκκινος Πλανήτης είναι ένα δύσκολο μέρος για να αναζητήσετε υγρό νερό: ενώ ο πάγος του νερού είναι άφθονος, οποιοδήποτε νερό αρκετά ζεστό για να είναι υγρό στην επιφάνεια θα διαρκέσει μόνο για λίγες στιγμές πριν μετατραπεί σε ατμό στον λεπτό αέρα του Άρη.

Εξ ου και το ενδιαφέρον για το 2018, όταν μια ομάδα με επικεφαλής τον Ρομπέρτο ​​Ορόσι της ιταλικής Astituto Nazionale d’Astrovica ανακοίνωσε ότι βρήκαν στοιχεία για υπόγειες λίμνες βαθιά κάτω από το πάγο στο νότιο πόλο του Άρη. Τα στοιχεία που επικαλέστηκαν προήλθαν από όργανα ραντάρ που βρίσκονταν στο τροχαίο Mars Express της ESA.

Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν τις θέσεις όπου οι φωτεινές αντανακλάσεις ραντάρ παρατηρήθηκαν από το τροχιακό Mars Express της ESA στο νότιο πολικό καπάκι του Άρη. Αυτές οι ανατροπές έχουν ερμηνευτεί στο παρελθόν ως υγρό νερό κάτω από την επιφάνεια, αλλά ο επιπολασμός και η εγγύτητά τους στην παγωμένη επιφάνεια υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι κάτι άλλο. Πίστωση: ESA/NASA/JPL-Caltech

Τα σήματα ραντάρ, τα οποία μπορούν να διεισδύσουν σε βράχους και πάγους, αλλάζουν όταν αντανακλώνται από διαφορετικά υλικά. Σε αυτή την περίπτωση, εκπέμπουν ιδιαίτερα φωτεινά σήματα κάτω από το πολικό καπάκι που μπορούν να ερμηνευτούν ως υγρό νερό. Η δυνατότητα ενός κατοικήσιμου περιβάλλοντος για τα μικρόβια ήταν συναρπαστική.

Αλλά μετά από μια πιο προσεκτική ματιά στα δεδομένα, μαζί με πειράματα στο ψυχρό εργαστήριο εδώ στη Γη, ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι ο πηλός, όχι το νερό, μπορεί να δημιουργεί τα σήματα. Τον περασμένο μήνα, τρεις νέες εφημερίδες αποκάλυψαν το μυστήριο – και η υπόθεση των λιμνών μπορεί να έχει στεγνώσει.

επιστημονικό οικοσύστημα

Οι επιστήμονες του Άρειου πόλου ανήκουν σε μια μικρή, σφιχτή κοινότητα. Λίγο μετά τη δημοσίευση του χαρτιού των Λιμνών, περίπου 80 από αυτούς τους επιστήμονες συναντήθηκαν στο Διεθνές Συνέδριο για την Επιστήμη και την Εξερεύνηση του Πολικού Άρη στην Ουσουάια, ένα παράκτιο χωριό στο νότιο άκρο της Αργεντινής.

Τέτοιες συγκεντρώσεις δίνουν την ευκαιρία να δοκιμάσουν νέες θεωρίες και να αμφισβητήσουν τις απόψεις του άλλου. “Η κοινωνία μπορεί να δημιουργήσει τα δικά της μικρά επιστημονικά οικοσυστήματα”, δήλωσε ο Jeffrey Plaut. NASAJPL, ένας από τους επιστήμονες που ταξίδεψαν για να παρακολουθήσουν το συνέδριο. Είναι επίσης ο συν-κύριος ερευνητής, μαζί με τον Orosei, του οργάνου πίσω από τα ενδιαφέροντα σήματα ραντάρ, που ονομάζεται MARSIS, ή Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding. “Αυτές οι κοινότητες μπορεί να είναι αυτάρκες επειδή κάνετε σε κάποιον μια ερώτηση και ίσως μετά από ένα ή δύο χρόνια να σας βοηθήσουν να βρείτε μια απάντηση”, συνέχισε.

Μεγάλο μέρος της συζήτησης επικεντρώθηκε στις υπόγειες λίμνες. Πόση θερμότητα χρειάζεται για να κρατήσει τα υγρά του νερού κάτω από όλο αυτόν τον πάγο; Μπορεί η άλμη να μειώσει το σημείο πήξης του νερού αρκετά για να διατηρηθεί υγρό;

Ο Isaac Smith του Πανεπιστημίου York στο Τορόντο πάγωσε ενώ εργάστηκε στο εργαστήριο, πάγωσε τον πηλό σμηκτίτη με υγρό άζωτο για να δοκιμάσει πώς ανταποκρίνεται στα σήματα ραντάρ. Τα ευρήματα αμφισβητούν την υπόθεση ότι υπόγειες λίμνες μπορούν να βρεθούν στο νότιο πόλο του Άρη. Πίστωση: Πανεπιστήμιο York / Craig Reza

Φυσικά, αυτή δεν είναι η πρώτη φορά που μια συναρπαστική υπόθεση που σχετίζεται με το νερό έχει προκαλέσει μια αναταραχή έρευνας. Το 2015, το Mars Exploration Orbiter της NASA βρήκε κάτι που έμοιαζε με ραβδώσεις υγρής άμμου που τρέχουν στις πλαγιές, ένα φαινόμενο που ονομάζεται “επαναλαμβανόμενη γραμμή κλίσης”. Αλλά επανειλημμένες παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας το HiRISE του διαστημικού σκάφους – ή High Resolution Imaging Science Experiment – η κάμερα έκτοτε αποκάλυψε ότι αυτό είναι πιθανώς το αποτέλεσμα ροών άμμου. Ένα ερευνητικό έγγραφο που κυκλοφόρησε νωρίτερα φέτος βρήκε αρκετές επαναλαμβανόμενες γραμμές κλίσης μετά από μια παγκόσμια καταιγίδα σκόνης στον Άρη το 2018. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η σκόνη που εγκαθίσταται στις πλαγιές οδηγεί σε ροές άμμου, οι οποίες με τη σειρά τους εκθέτουν το σκοτεινό υπόγειο υλικό που δίνει στη γραμμή διακριτικό χρώμα ..

Όπως και με την υπόθεση της υγρής άμμου, πολλοί επιστήμονες έχουν αρχίσει να σκέφτονται τρόπους για να δοκιμάσουν την υπόθεση των υπόγειων λιμνών. «Υπήρχε μια αίσθηση ότι πρέπει να προσπαθήσουμε να το αντιμετωπίσουμε», δήλωσε ο Isaac Smith του Πανεπιστημίου York στο Τορόντο, ο οποίος οργάνωσε το συνέδριο στην Ushuaia και ηγήθηκε της τελευταίας μελέτης που έδειξε ότι ο πηλός θα μπορούσε να εξηγήσει τις παρατηρήσεις.

Πολύ κρύο για λίμνες

Μεταξύ αυτών των μελετητών ήταν ο Blot. Αυτός και η Aditya Khuller, διδακτορική φοιτήτρια στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα, η οποία έκανε πρακτική άσκηση στο Εργαστήριο Jet Propulsion, ανέλυσε 44.000 ηχώ ραντάρ από τη βάση του πολικού καλύμματος σε 15 χρόνια δεδομένων MARSIS. Έδειξαν δεκάδες φωτεινές ανατροπές όπως αυτές στη μελέτη του 2018, αλλά στην τελευταία τους εργασία που δημοσιεύτηκε στο Επιστολές γεωφυσικής έρευναςΒρήκαν πολλά από αυτά τα σήματα σε περιοχές κοντά στην επιφάνεια, όπου πρέπει να είναι τόσο κρύο ώστε το νερό να παραμένει υγρό, ακόμη και όταν αναμειγνύεται με υπερχλωρικό άλας, ένα είδος αλατιού που βρίσκεται συνήθως στον Άρη και μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία κατάψυξης του νερού.

Στη συνέχεια, δύο ξεχωριστές ομάδες επιστημόνων ανέλυσαν τα σήματα ραντάρ για να διαπιστώσουν εάν κάτι άλλο θα μπορούσε να παράγει αυτά τα σήματα.

Ο Carver Pearson από το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα ολοκλήρωσε μια θεωρητική μελέτη που δείχνει πολλά πιθανά υλικά που μπορούν να προκαλέσουν τα σήματα, συμπεριλαμβανομένου του πηλού, των ανόργανων ορυκτών και του αλμυρού πάγου. Αλλά ο Ισαάκ Σμιθ του Πανεπιστημίου του Γιορκ, γνωρίζοντας ότι μια ομάδα αργίλων που ονομάζονταν σμηκτίτες σε όλο τον Άρη, προχώρησε περαιτέρω σε ένα ξεχωριστό τρίτο έγγραφο: Μέτρησε τις ιδιότητες των σμηκτιτών στο εργαστήριο.

Ο σμηκτίτης μοιάζει με συνηθισμένο βράχο αλλά σχηματίστηκε από υγρό νερό πολύ καιρό πριν. Ο Smith τοποθέτησε αρκετά δείγματα σμηκτίτη σε έναν κύλινδρο σχεδιασμένο να μετρά τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα σήματα ραντάρ μαζί τους. Το βύθισε επίσης σε υγρό άζωτο, παγώνοντας το στους μείον 58 βαθμούς θερμόμετρο Φαρενάιτ (μείον 50 μοίρες Κελσίου) – κοντά σε αυτό που θα ήταν στο νότιο πόλο του Άρη.

«Το εργαστήριο ήταν κρύο», είπε ο Σμιθ. “Winterταν χειμώνας στον Καναδά εκείνη την εποχή και η άντληση υγρού αζώτου στο δωμάτιο το έκανε πιο δροσερό. Με έδεσαν με ένα καπέλο, σακάκι, γάντια, κασκόλ και μάσκα επειδή COVID-19. Ταν πολύ άβολα ».

Μετά την κατάψυξη των δειγμάτων αργίλου, ο Smith διαπίστωσε ότι η απάντησή τους ταίριαζε σχεδόν ακριβώς με τις παρατηρήσεις ραντάρ της MARSIS. Στη συνέχεια, αυτός και η ομάδα του εξέτασαν τη λάσπη στον Άρη κοντά σε αυτές τις παρατηρήσεις ραντάρ. Βασίστηκαν σε δεδομένα από το MRO, το οποίο φέρει ένα χάρτη ορυκτών που ονομάζεται Φασματομετρία Compact Imaging, ή CRISM.

λοταρία. Ενώ το CRISM δεν μπορεί να κοιτάξει μέσα στον πάγο, ο Smith βρήκε μερικά μικρά αντικείμενα διάσπαρτα κοντά στην πάγο της Ανταρκτικής. Η ομάδα του Smith έδειξε ότι οι κατεψυγμένοι σμηκτίτες μπορούν να κάνουν ανατροπές – δεν χρειάζονται ασυνήθιστες ποσότητες αλατιού ή θερμότητας – και ότι βρίσκονται στην Ανταρκτική.

Δεν υπάρχει τρόπος να είστε σίγουροι για τα φωτεινά σήματα ραντάρ χωρίς να προσγειωθείτε στο νότιο πόλο του Άρη και να σκάψετε χιλιόμετρα πάγου. Αλλά τα πρόσφατα έγγραφα έχουν προσφέρει λογικές εξηγήσεις που έχουν περισσότερο νόημα από το υγρό νερό.

“Στην πλανητική επιστήμη, συχνά πλησιάζουμε λίγο πιο κοντά στην αλήθεια”, είπε ο Plott. “Το αρχικό χαρτί δεν απέδειξε ότι ήταν νερό και αυτά τα νέα έγγραφα δεν αποδεικνύουν ότι δεν είναι. Αλλά προσπαθούμε να περιορίσουμε το εύρος των δυνατοτήτων όσο το δυνατόν περισσότερο για να επιτύχουμε συναίνεση.”