Проучването на повърхността и атмосферата на Марс разкри някои древни тайни. Благодарение на усилията на любопитство Роувър и други мисии, учените сега са наясно с факта, че някога на Марс течеше вода и че планетата е имала по-плътна атмосфера. Те също успяха да разберат каква механика е довела до изчерпването на тази атмосфера, което я превърна в студената, изсушена среда, която виждаме днес.
В същото време обаче това доведе до доста интригуващ парадокс. По същество се смята, че Марс е имал топла, течаща вода по повърхността си в момент, когато Слънцето е било една трета толкова топло, колкото е днес. Това ще изисква марсианската атмосфера да има достатъчно въглероден диоксид, за да поддържа повърхността си достатъчно топла. Но въз основа на най-новите констатации на Rover от Curiosity, това изглежда не е така.
Тези открития бяха част от анализ на данните, взети от инструмента за рентгенова дифракция на химията и минералогията на Curiosity (CheMin), който е използван за изследване на съдържанието на минерали в пробите от свредла в кратера Гале. Резултатите от този анализ бяха публикувани наскоро през Сборник на Националната академия на науките, където изследователският екип посочи, че не са открити следи от карбонати в проби, взети от древното езеро.
За да го разбият, доказателства, събрани от любопитство (и уби други роувъри, десанти и орбитери) е накарало учените да заключат, че преди около 3,5 милиарда години повърхността на Марс е имала езера и течащи реки. Те също така са определили, благодарение на многото проби, взети от любопитство откакто се приземи в кратера на Гале през 2011 г., тази геоложка особеност някога е била езерно корито, което постепенно се е напълнило с утаени наноси.
Въпреки това, за да може Марс да е бил достатъчно топъл, за да съществува течна вода, атмосферата му би трябвало да съдържа определено количество въглероден диоксид - осигурявайки достатъчно парников ефект, за да компенсира намалената топлина на Слънцето. Тъй като пробите от скали в кратера на Гейл действат като геоложки запис за какви условия са били преди милиарди години, те със сигурност биха съдържали много карбонатни минерали, ако това беше така.
Карбонатите са минерали, които се получават от въглероден диоксид, комбиниращ се с положително заредени йони (като магнезий и желязо) във вода. Тъй като е установено, че тези йони са в добро състояние в проби от марсианска скала и последващият анализ показа, че условията никога не са станали кисели до степен, че карбонатите биха се разтворили, няма очевидна причина, поради която те не биха се появили ,
Заедно с екипа си Томас Бристоу - главен изследовател на инструмента CheMin за любопитството - изчисли какво трябва да бъде минималното количество атмосферен въглероден диоксид и как това би било указано от нивата на карбонат, открити в марсианските скали днес. След това те сортирали годишните данни на инструмента CheMin, за да видят дали има индикации за тези минерали.
Но както той обясни в неотдавнашна прессъобщение на НАСА, констатациите просто не измериха:
„Бяхме особено поразени от отсъствието на карбонатни минерали в утаечната скала, която проучва роувърът. Би било наистина трудно да се получи течна вода, дори ако в атмосферата имаше сто пъти повече въглероден диоксид, отколкото това, което ни казват минералните доказателства в скалата. "
В крайна сметка Бристов и неговият екип не можаха да намерят дори следи от количества карбонати в скалните проби, които анализираха. Дори само няколко десетки милибара въглероден диоксид да присъстваха в атмосферата, когато в кратера на Гале съществуваше езеро, той щеше да произведе достатъчно карбонати, за да може CheMin на Curiosity да открие. Тази последна находка допълва парадокс, който мъчи изследователи на Марс от години.
По принцип изследователите отбелязват, че има сериозно несъответствие между това, какви характеристики на повърхността показват миналото на Марс, и това, което химическите и геоложки доказателства трябва да кажат. Не само има много доказателства, че планетата е имала по-плътна атмосфера в миналото, повече от четири десетилетия на орбитални изображения (и години на стойност повърхностни данни) са давали достатъчно геоморфологични доказателства, че Марс някога е имал повърхностни води и активен хидрологичен цикъл.
Въпреки това, учените все още се борят за създаването на модели, които показват как марсианският климат би могъл да поддържа видовете условия, необходими за това. Единственият успешен модел досега е този, в който атмосферата съдържа значително количество CO2 и водород. За съжаление обяснението за това как тази атмосфера би могла да бъде създадена и поддържана остава неизбежно.
В допълнение, геоложките и химическите доказателства за подобна атмосфера, съществували преди милиарди години, също не са били достатъчни. В миналото проучванията на орбитите не успяха да намерят доказателства за карбонатни минерали на повърхността на Марс. Надяваше се, че повърхностните мисии, като „Любопитство“, ще успеят да разрешат това чрез вземане на проби от почвата и пробиване там, където е известно, че съществува вода.
Но както обясни Бристоу, проучването на неговия екип ефективно затвори вратата за това:
„Беше загадка защо не е видяно много карбонат от орбита. Можете да излезете от труда, като кажете, че карбонатите все още са там, но просто не можем да ги видим от орбита, защото са покрити с прах или заровени или не търсим на правилното място. Резултатите от любопитството извеждат парадокса на фокус. Това е първият път, когато проверяваме за наличие на карбонати в земята в скала, за която знаем, че е образувана от утайки, депозирани под вода. "
Има няколко възможни обяснения за този парадокс. От една страна, някои учени твърдят, че езерото Кратер Гейл може да не е било открито водно тяло и да е било покрито с лед, който е бил достатъчно тънък, за да може все още да се появят утайки. Проблемът с това обяснение е че ако това е истина, ще има забележими индикации, които ще останат след себе си - които биха включили дълбоки пукнатини в меката утаена скална скала.
Но тъй като тези признаци не са открити, учените остават два доказателства, които не съвпадат. Както казва Ашвин Васавада, научен ръководител на проекта „Любопитство“:
„Преминаването от любопитство през потоци, делти и стотици вертикални стъпала кал, наслоени в древни езера, призовава за енергична хидрологична система, доставяща водата и утайката, за да създаде скалите, които намираме. Въглеродният диоксид, смесен с други газове като водород, е бил водещият кандидат за влиянието на затоплянето, необходимо за такава система. Този изненадващ резултат изглежда ще го извади от употреба. “
За щастие, несъответствията в науката са това, което позволява разработването на нови и по-добри теории. И докато проучването на повърхността на Марсиан продължава - което ще се възползва от пристигането на ExoMars и на Марс 2020 мисии през следващите години - можем да очакваме появата на допълнителни доказателства. Да се надяваме, че това ще помогне да се насочи пътя към решение на този парадокс и да не усложни още повече нашите теории!
