Το μυστήριο του νερού του Άρη βαθαίνει με τις τελευταίες ανακαλύψεις υπόγειων υδάτων

Έρευνες δείχνουν ότι είναι αρχαίο Άρης Είχε ελάχιστη φόρτιση υπόγειων υδάτων και διέφερε σημαντικά από τη δυναμική του νερού στη Γη, επηρεάζοντας την κατανόησή μας για το κλίμα της και βοηθώντας τις μελλοντικές αποστολές στον Άρη.

Ο Άρης ήταν κάποτε ένας υγρός κόσμος. Το γεωλογικό αρχείο του Κόκκινου Πλανήτη δείχνει ενδείξεις νερού που ρέει στην επιφάνεια – από δέλτα ποταμών έως κοιλάδες σκαλισμένες από τεράστιες πλημμύρες.

Αλλά μια νέα μελέτη δείχνει ότι ανεξάρτητα από το πόση βροχή έπεσε στον αρχαίο Άρη, ελάχιστη από αυτή διέρρευσε στον υδροφόρο ορίζοντα στα νότια υψίπεδα του πλανήτη.

Ένας μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν έκανε την ανακάλυψη μοντελοποιώντας τη δυναμική επαναφόρτισης των υπόγειων υδάτων ενός υδροφόρου ορίζοντα χρησιμοποιώντας μια σειρά μεθόδων – από μοντέλα υπολογιστών έως απλούς υπολογισμούς.

Ο Άρης με αληθινά χρώματα, καταγράφηκε από την αποστολή Mars της Emirates τον Αύγουστο του 2021. Φωτογραφία: Kevin M. Gill

Αναπλήρωση υπόγειων υδάτων στον Άρη

Ανεξάρτητα από την πολυπλοκότητα, τα αποτελέσματα συνέκλιναν στην ίδια απάντηση – πενιχρά 0,03 mm αναπλήρωσης υπόγειων υδάτων ετησίως κατά μέσο όρο. Αυτό σημαίνει ότι οπουδήποτε έπεφτε βροχή στο μοντέλο, μόνο κατά μέσο όρο 0,03 χιλιοστά ετησίως θα είχαν εισέλθει στον υδροφόρο ορίζοντα και θα συνέχιζαν να παράγουν τις υπόλοιπες γεωμορφές στον πλανήτη σήμερα.

Για σύγκριση, ο ετήσιος ρυθμός αναπλήρωσης των υπόγειων υδάτων για τους υδροφόρους ορίζοντες Trinity και Edwards Trinity που τροφοδοτούν με νερό το San Antonio κυμαίνεται γενικά από 2,5 έως 50 χιλιοστά ετησίως ή περίπου 80 έως 1.600 φορές τον ρυθμό αναπλήρωσης του υδροφορέα του Άρη που υπολογίζεται από τους ερευνητές.

Υπάρχουν διάφοροι πιθανοί λόγοι για τόσο χαμηλούς ρυθμούς ροής υπόγειων υδάτων, είπε ο επικεφαλής συγγραφέας Έρικ Χίατ, διδακτορικός φοιτητής στη Σχολή Γεωεπιστημών του Τζάκσον. Όταν έβρεχε, το νερό μπορεί ως επί το πλείστον να ξεβράζει το τοπίο του Άρη ως απορροή. Ή ίσως δεν έβρεχε καθόλου.

Επιπτώσεις για το κλίμα και την εξερεύνηση του Άρη

Αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να περιορίσουν τις κλιματικές συνθήκες που είναι ικανές να παράγουν βροχή στον πρώιμο Άρη. Υποδεικνύουν επίσης ένα εντελώς διαφορετικό σύστημα νερού στον Κόκκινο Πλανήτη από αυτό που υπάρχει στη Γη σήμερα.

«Το γεγονός ότι τα υπόγεια ύδατα δεν είναι μεγάλη υπόθεση μπορεί να σημαίνει και άλλα πράγματα», είπε ο Hiatt. “Αυτό μπορεί να υπερβάλλει τη σημασία της απορροής ή μπορεί να σημαίνει ότι δεν έβρεξε τόσο πολύ στον Άρη. Αλλά είναι θεμελιωδώς διαφορετικό από τον τρόπο που το σκεφτόμαστε.” [water] Στο ΕΔΑΦΟΣ.”

Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Ικάρος. Συν-συγγραφείς αυτής της εργασίας είναι ο Muhammad Afzal Shadab, διδακτορικός φοιτητής στο Jackson School, και τα μέλη του διδακτικού προσωπικού Sean Gulick, Timothy Goode και Mark Hess.

Ο κύριος συγγραφέας Eric Hiatt, διδακτορικός φοιτητής στο UT Austin Jackson School of Geosciences, με μια σφαίρα του Άρη. Πίστωση: Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Austin/Jackson School of Geosciences

Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται στη μελέτη λειτουργούν με την προσομοίωση της ροής των υπόγειων υδάτων σε ένα περιβάλλον «σταθερής κατάστασης» όπου η εισροή και η εκροή νερού στον υδροφόρο ορίζοντα εξισορροπούνται. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες διαφοροποίησαν τους παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή – για παράδειγμα, πού έπεφτε η βροχόπτωση ή το μέσο πορώδες των βράχων – και παρατήρησαν ποιες άλλες μεταβλητές θα έπρεπε να αλλάξουν για να διατηρηθεί η σταθερή κατάσταση και πόσο εύλογα ήταν αυτά τα φορτία.

Ενώ άλλοι ερευνητές έχουν προσομοιώσει τη ροή των υπόγειων υδάτων στον Άρη χρησιμοποιώντας παρόμοιες τεχνικές, αυτό το μοντέλο είναι το πρώτο που ενσωματώνει την επιρροή των ωκεανών που υπήρχαν στον Άρη πριν από περισσότερα από τρία δισεκατομμύρια χρόνια στις λεκάνες Hellas, Argyri και Borealis.

Η μελέτη περιλαμβάνει επίσης πρόσφατα τοπογραφικά δεδομένα που συλλέγονται μέσω δορυφόρου. Ο Hiatt είπε ότι τα σύγχρονα τοπία εξακολουθούν να διατηρούν ένα από τα παλαιότερα και πιο σημαντικά τοπογραφικά χαρακτηριστικά στον πλανήτη – την ακραία υψομετρική διαφορά μεταξύ του βόρειου ημισφαιρίου – τα πεδινά – και του νότιου ημισφαιρίου – τα υψίπεδα – γνωστή ως Great Divide. Αυτή η διαίρεση διατηρεί τα σημάδια του νερού του βυθού που ανέβαινε στην επιφάνεια στο παρελθόν, καθώς τα υπόγεια ύδατα ανέβαιναν από τον υδροφόρο ορίζοντα στην επιφάνεια. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γεωλογικούς δείκτες προηγούμενων γεγονότων ανόδου για να αξιολογήσουν τα αποτελέσματα διαφόρων μοντέλων.

Μέσω διαφόρων μοντέλων, οι ερευνητές βρήκαν έναν μέσο ρυθμό αναπλήρωσης των υπόγειων υδάτων 0,03 χιλιοστών ετησίως, που ταιριάζει πολύ με αυτό που είναι γνωστό από τα γεωλογικά αρχεία.

Η αναζήτηση δεν περιορίζεται μόνο στην κατανόηση του παρελθόντος του Κόκκινου Πλανήτη. Έχει επιπτώσεις και στη μελλοντική εξερεύνηση του Άρη. Η κατανόηση της ροής των υπόγειων υδάτων μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό του πού θα βρείτε νερό σήμερα, είπε ο Hiatt. Είτε ψάχνετε για σημάδια αρχαίας ζωής, είτε προσπαθείτε να υποστηρίξετε ανθρώπους εξερευνητές είτε φτιάχνετε καύσιμα πυραύλων για να επιστρέψετε στη Γη, είναι σημαντικό να γνωρίζετε πού είναι πιο πιθανό να βρίσκεται το νερό.

Παραπομπή: «Περιορισμένη επαναφόρτιση του υδροφόρου ορίζοντα Southern Highlands on Early Mars» από τους Eric Hiatt, Muhammad Afzal Shadab, Sean P. S. Gulick, Timothy A. Jude και Mark A. Έσση, 9 Σεπτεμβρίου 2023, Ικάρος.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από NASAκαι το Ινστιτούτο Γεωφυσικής του Πανεπιστημίου του Τέξας και το Κέντρο Πλανητικής Κατοικίας UT.