Pitanje “Ima li vode na Marsu?” je zasigurno jedno od onih pitanja oko kojih se uopće više ne lome koplja. Jer da, ima je, što je potvrđeno nizom opažanja u prijašnjim misijama, počevši od Marinera 9 s početka sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Međutim, pitanje “Gdje je nestala voda s površine Marsa?” uzburkat će duhove mnogih, a možda i natjerati kojeg bivšeg znanstvenika koji je svoja nastojanja bio usmjerio prema odgovoru na ovo pitanje da se okrene u grobu.
Mene su barem tri motiva ponukala da se odlučim napisati nešto o ovoj temi:
1) S obzirom da je tekuća voda vjerojatno postojala na površini Marsa, može li se to staviti u kontekst o uvjetima za postojanje života na Marsu? Pitanje je to na koje sam već dao djelomičan odgovor u sinoćnjoj emisiji Tajne Svemira.
2) Možemo li metodu koju smo razvili za mjerenje debljine leda iznad čvrste Zemlje ili sloja oceanske vode na Antarktici iz seizmičkih valova primijeniti i na Crveni planet za detekciju tekuće vode ispod njegove površine? S obzirom da se InSightov SEIS polako gasi zbog prašine koju su njegove solarne ćelije nakupile, kad ćemo dobiti slijedeću priliku za to? Jupiterova Europa, Saturnov Enceladus, ili neka druga misija?
3) Ima li načina da iz postojećih podataka koje je zabilježio SEIS detektiramo vodu ispod površine i u kojem obliku? Neki moji kolege koji se bave seizmologijom i laboratorijskim eksperimentima, intenzivno razmišljaju o tome i uvjereni su da možemo.
Pokušat ću biti što općenitiji u ovom svom prvom osvrtu na ovu intrigantnu temu, a zadržat ću se malo više na zadnjem motivu i prokomentirati rezultate koji su nedavno objavljeni u časopisu Nature. Prema tom radu, nisu pronađeni dokazi za postojanjem vode u prvih 80 m ispod Marsove površine, na mjestu gdje bi je moglo biti.
Što se tiče mog prvog motiva i mogućeg života na Marsu, njegovo magnetsko polje se ugasilo (a to znamo iz magnetizacije stijena) dosta prije razdoblja kad je život na Marsu zbog postojanja tekuće vode i gušće atmosfere eventualno bio moguć. Magnetsko polje poput nevidljivog plašta skreće Sunčev vjetar i kozmičke zrake, i na taj način omogućava životu da se razvije i opstane. Prema tome, čak i da pronađemo fosilne ostatke na Marsu, bila bi zagonetka kako se život mogao razviti i opstati bez postojanja magnetskog polja.
Zapravo, ovo je toliko opširna tema, da bi se o njoj mogla napisati knjiga. Treba se prvo vratiti u geološki eon Noachian (neću ga niti pokušati prevoditi na hrvatski, no, možda nešto kao Noaik?), koji je na Marsu obilježio razdoblje do prije oko 3,7 milijarde godina. U tom razdoblju, koje obuhvaća i tzv. kasno bombardiranje, bilo je još mnogo ostataka asteroida i njihovih krhotina u Marsovoj orbiti, udari meteoroida su bili još česti, bilo je toplije i moguće je da je veliki dio površine Marsa bio prekriven vodom. To razdoblje je kronološki ekvivalentno prijelazu iz Hadija u Arhaik, kada su se na Zemlji pojavili prvi mikroskopski organizmi.
Osim što je na Marsu tada najvjerojatnije bilo tekuće vode u obliku oceana (na njegovoj sjevernoj hemisferi), jezera i riječnih tokova (više na južnoj hemisferi), i njegova atmosfera je bila gušća. I vulkanizam je bio žestok, s velikom količinom plina koja je iz Marsove utrobe odlazila u njegov plinoviti omotač. To je i razdoblje kada je formirana izbočina Tharsis s najvećim vulkanima u Sunčevu sustavu. Zbog toga ne treba iznenaditi što su roveri kojima je jedan od ciljeva ispitati je li na Marsu bilo života, spušteni u području oko izbočine ili na prijelazu iz nizina sjeverne hemisfere na povišene dijelove južne hemisfere. Prema mnogima, taj prijelaz je obala drevnog oceana – mjesto je na kojem bi se eventualno mogli naći fosili.
Tek prijelazom u Hesperijan, prije oko 3,7 milijarde godina, Mars se postupno počeo sušiti i dobivati svoj današnji izgled. Učestalost udara meteoroida postupno se smanjila, ali vulkanizam je i dalje bio intenzivan, pumpajući u atmosferu ogromne količine ugljičnog i sumpornog dioksida. Spojevi sumpora su promijenili i modus operandi erozije na površini Marsa, te sastav vode koja je postala kiselija i pred kraj ovog razdoblja puno rijeđa u tekućem obliku. Kako se planet hladio, tako se i voda na površini postupno smrzavala. Tek vulkanska aktivnost i tada već puno rjeđi udari meteoroida, povremeno bi rastalili led i formirali bujice tekuće vode iz Marsova podzemlja ostavivši tako vidne ožiljke na njegovu licu.
Voda kao tekućina danas ne postoji na površini Marsa. Prvi razlog je taj što su temperature preniske. Drugo, kako je Marsova atmosfera postajala tanja, tako se i tlak na njegovoj površini smanjio do te mjere da tekuća voda ne može postojati. Naime, zbog kombinacije temperature i tlaka, kad se led dovoljno zagrije, pretvori se direktno u paru (sublimacija). Nema niti oborina.
Znamo da vode ima u Marsovim polarnim kapama, i to toliko da kada bi se one rastopile i kada bi atmosferski uvjeti bili povoljni, formirao bi se globalni ocean oko 35 metara dubok. No, koliko je ima u podzemlju Marsa, i na kojim dubinama, veliko je pitanje. Je li ona u tekućem obliku, možda kao vrlo zasićena otopina raznih soli, ili pretežno kao ledena kaša? Na kojim dijelovima Marsa i na kojoj dubini?
Barem dvije od nedavnih misija pokušale su odgovoriti na ta i slična pitanja: NASA-ina misija Mars 2020 i njezin rover Perserverance, te misija Tianwen-1 Kineske nacionalne administracije za svemir (CNSA) i njezin rover Zhurong (ovo na fotografijama je selfi Zhuronga, a iz UN-a u Beču je Yufu, lunarni rover). Dok se Perseverance bavi pronalaskom mogućih fosila, Zhurongovi glavni ciljevi su ispitati strukturu Marsa ispod njegove površine u kontekstu istraživanja sadašnjih i prijašnjih uvjeta u kojim je postojala voda. Jedan od instrumenata kojima je opskrbljen Zhurong je i penetrirajući radar (GPR). Taj radar na prilično visokim frekvencijama može detektirati prisustvo vode u površinskom sloju do oko 100 metara dubine. Spušten je na ravnicu Utopia Planitia, posutom vulkanskim i sedimentnim stijenama koje su popunile krater Utopia, mjesto na kojem je morao postojati drevni ocean iz Noaika(!) i Hesperijana.
U radu objavljenom u Nature, tim od dvadesetak kineskih znanstvenika* objavio je prve rezultate analize podataka koje je prikupio penetrirajući radar prevalivši profil u duljini od oko 1171 metar. Zavirili su tako ispod Marsovog regolita debelog oko desetak metara u području ravnice Utopia Planitia i pronašli barem dvije interesantne stvari. Prvo, struktura ispod regolita je slojevita, i to tako da su u svakom od barem dva sloja veći obluci na dnu, a sitniji na vrhu.
To sugerira da su oni nataloženi i to najvjerojatnije zbog katastrofalnih udara meteoroida i poplava bazalta kojim se površina Marsa regenerirala u nekoliko navrata u Hesperijanu (prije više od 3 milijarni godina), i poslije, u Amazonijanu (prije oko 1,6 milijardi godina). Drugo, iz radarskih podataka, nisu pronašli dokaz da vode ima u tekućem obliku u prvih 80 metara dubine, no to ne isključuje mogućnost da je možda ima u obliku ledene kaše, ili da je ima kao tekućine ili zasičene otopine soli na dubinama ispod 80 m, dokle seže osjetljivost penetrirajućeg radara.
***Li et al., Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar, Nature 610, 2022.
Autor: Hrvoje Tkalčić
