Wąwozy na Marsie nie zostały wyżłobione przez wodę

Marsjańskie wąwozy widziane na górnym zdjęciu wykonanym za pomocą kamery HiRISE na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter przypominają wąwozy na Ziemi wyżłobione przez płynącą wodę. Jednak gdy nałożymy na te zdjęcia informacje mineralogiczne zarejestrowane za pomocą spektrometru CRISM (na dole), nie widać żadnych zmian spowodowanych przez wodę. Źródło: NASA/JPL-Caltech/UA/JHUAPL
Marsjańskie wąwozy widziane na górnym zdjęciu wykonanym za pomocą kamery HiRISE na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter przypominają wąwozy na Ziemi wyżłobione przez płynącą wodę. Jednak gdy nałożymy na te zdjęcia informacje mineralogiczne zarejestrowane za pomocą spektrometru CRISM (na dole), nie widać żadnych zmian spowodowanych przez wodę.
Źródło: NASA/JPL-Caltech/UA/JHUAPL

Nowe wyniki badań wykonywanych za pomocą sondy Mars Reconnaissance Orbiter wskazują, że wąwozy na Marsie najprawdopodobniej nie powstały wskutek płynącej nimi wody. Nowe dowody pozwalają badaczom zawęzić liczbę teorii tłumaczących powstawanie owych form i odkrywają przed nimi więcej szczegółów dotyczących niedawnych procesów geologicznych na Marsie.

Terminem „wąwóz” (ang. gully) naukowcy określają formacje na Marsie, które odznaczają się trzema cechami opisującymi ich kształt: nisza na szczycie, kanał oraz kołnierz materii osadowej na dnie. Wąwozy odróżniają się od innego typu formacji występujących na marsjańskich zboczach, tzw. recurring slope lineae (RSL), które charakteryzują się okresowym pociemnieniem i zanikaniem. W miejscach występowania RSL wykryto obecność wody w formie uwodnionych soli. Nowe badania skupiają się na wąwozach i procesie ich powstawania, które naukowcy badając dodając informacje o składzie chemicznym do wcześniej uzyskanych zdjęć.

Naukowcy z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) w Laurel, w stanie Maryland  przeanalizowali wysokiej rozdzielczości dane dotyczące składu chemicznego ponad 100 wąwozów na powierzchni Mara. Owe dane zebrane za pomocą instrumentu CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) zostały powiązane ze zdjęciami wykonanymi za pomocą kamery HiRISE (High Resulution Imaging Science Experiment) oraz CTX (Context Camera). Wszystkie instrumenty zainstalowane są na pokładzie sondy MRO (Mars Reconnaissance Orbiter).

Uzyskane przez badaczy wyniki wskazują brak mineralogicznych dowodów na obecność dużych ilości wody w stanie ciekłym lub jej produktów ubocznych, a to sprawia, że należy myśleć o innych mechanizmach powstawania wąwozów niż przepływ wody – jednym z takich mechanizmów może być zamarzanie i odmarzanie dwutlenku węgla  – i to może być jeden z głównych czynników odpowiadających za najnowszy etap ewolucji wąwozów.

Wyniki badań zostały opublikowane w periodyku  Geophysical Research Letters.

Wąwozy bardzo powszechnie występują na powierzchni Marsa, głównie pomiędzy 30 i 50 stopniami szerokości geograficznej zarówno na północnej i południowej półkuli, zazwyczaj na zboczach skierowanych w stronę biegunów. Na Ziemi podobne wąwozy powstają wskutek przepływu ciekłej wody, jednak aktualnie ciekła woda tylko okresowo występuje na powierzchni Marsa i może się w niewielkich ilościach pojawiać w miejscu występowania RSL. Brak wystarczającej ilości wody do stworzenia takich wąwozów sprawił, że naukowcy zaczęli tworzyć różne teorie dotyczące ich powstania, obejmujące różne mechanizmy odparowywania wody i dwutlenku węgla.

„Zespół HiRISE jak i inni wskazywali, że w wąwozach rejestrowano regularną aktywność sezonową – szczególnie na południowej półkuli – w ciągu ostatnich kilku lat, a dwutlenek węgla w postaci szronu podejrzewany był za główny mechanizm odpowiadający za tę aktywność. Niemniej jednak inni naukowcy skłaniali się ku teorii mówiącej o wodzie w stanie ciekłym,” mówi Jorge Nunez z APL, główny autor artykułu.  „HiRISE i inne kamery nie były jednak w stanie określić składu chemicznego materii wewnątrz wąwozów – wszak to kamery rejestrujące obraz w zakresie widzialnym. Aby przeanalizować także skład chemiczny, wykorzystaliśmy spektrometr CRISM, aby zobaczyć jakiego rodzaju minerały obecne są w wąwozach i czy mogą rzucić nowe światło na mechanizmy odpowiedzialne za ich powstanie.”

Nunez wraz ze współpracownikami wykorzystał nowy zestaw danych z instrumentu CRISM – Map-projected Targeted Reduced Data Records.  Dane te pozwoliły im na łatwiejsze przeprowadzenie analizy, a następnie na korelację wyników z obrazami zarejestrowanymi za pomocą HiRISE.

„Zarówno na Ziemi jak i na Marsie występują krzemiany – gliny – lub inne uwodnione minerały, które wskazują na powstanie w ciekłej wodzie,” mówi Nunez. „W ramach naszych badań nie odkryliśmy dowodów na występowanie glinów lub innych uwodnionych minerałów w większości badanych wąwozów. Czasami udawało nam się zarejestrować takie minerały, jednak pochodziły one z bardzo starych skał, odkrytych i przetransportowanych w dół zboacza, ale nie mających w najnowszej historii związku z wodą w stanie ciekłym. Owe wąwozy wcinają się w teren i odkrywają gliny, które prawdopodobnie powstały miliardy lat temu gdy woda była dużo stabilniejsza na marsjańskiej powierzchni.”

Inni naukowcy stworzyli modele komputerowe przedstawiające w jaki sposób sublimacja okresowo występującego szronu z dwutlenku węgla może doprowadzić do powstania wąwozów podobnych do tych obserwowanych na Marsie, i w jaki sposób ich kształt może przypominać wąwozy stworzone przez płynącą wodę w stanie ciekłym.

Źródło: NASA