Výskum naznačuje, že je staroveký Mars Mal minimálne doplňovanie podzemnej vody a výrazne sa líšil od dynamiky vody na Zemi, čo ovplyvnilo naše chápanie jej klímy a pomohlo budúcim misiám na Mars.

Mars bol kedysi mokrým svetom. Geologický záznam Červenej planéty ukazuje dôkazy o vode tečúcej po povrchu – od riečnych delt až po údolia vyryté mohutnými záplavami.

Nová štúdia však ukazuje, že bez ohľadu na to, koľko dažďa spadlo na staroveký Mars, len málo z nich presiaklo do zvodnenej vrstvy v južných vysočinách planéty.

Postgraduálny študent na University of Texas v Austine urobil objav modelovaním dynamiky doplňovania podzemnej vody zvodnenej vrstvy pomocou rôznych metód – od počítačových modelov až po jednoduché výpočty.

Mars v skutočných farbách, zachytený misiou Emirates Mars Mission v auguste 2021. Fotografia: Kevin M. Gill

Dobíjanie podzemnej vody na Marse

Bez ohľadu na zložitosť sa výsledky zhodli na rovnakej odpovedi – v priemere 0,03 mm doplnenia podzemnej vody za rok. To znamená, že kdekoľvek v modeli prší, len priemerne 0,03 milimetra za rok by sa dostalo do vodonosnej vrstvy a pokračovalo by vo vytváraní zostávajúcich tvarov terénu na dnešnej planéte.

Pre porovnanie, ročná miera doplňovania podzemnej vody pre vodonosné vrstvy Trinity a Edwards Trinity, ktoré dodávajú vodu do San Antonia, sa vo všeobecnosti pohybuje od 2,5 do 50 milimetrov za rok alebo približne 80 až 1 600-násobok rýchlosti doplňovania marťanskej vodonosnej vrstvy vypočítanej výskumníkmi.

Existuje množstvo možných dôvodov pre tak nízke rýchlosti prúdenia podzemnej vody, povedal hlavný autor Eric Hiatt, doktorand na Jackson School of Geosciences. Keď pršalo, voda sa mohla väčšinou preliať cez marťanskú krajinu ako odtok. Alebo možno vôbec nepršalo.

Dôsledky pre klímu a prieskum Marsu

Tieto výsledky by mohli pomôcť vedcom obmedziť klimatické podmienky schopné produkovať dážď na ranom Marse. Naznačujú tiež úplne iný vodný systém na Červenej planéte, ako existuje dnes na Zemi.

„Skutočnosť, že podzemná voda nie je veľký problém, môže znamenať aj iné veci,“ povedal Hiatt. „To môže zveličovať dôležitosť odtoku alebo to môže znamenať, že na Marse toľko nepršalo. Je to však zásadne odlišné od spôsobu, akým si o tom myslíme.“ [water] Na zemi.“

Výsledky boli publikované v časopise Ikar. Spoluautormi tohto článku sú Muhammad Afzal Shadab, doktorand na Jackson School, a členovia fakulty Sean Gulick, Timothy Goode a Mark Hess.

Vedúci autor Eric Hiatt, doktorand na Geosciences School of UT Austin Jackson, s glóbusom Mars. Poďakovanie: University of Texas v Austine/Jackson School of Geosciences

Modely použité v štúdii pracujú na simulácii prúdenia podzemnej vody v prostredí „ustáleného stavu“, kde je prítok vody do zvodnenej vrstvy a odtok vyvážený. Vedci potom menili faktory ovplyvňujúce tok – napríklad, kde pršalo alebo priemernú pórovitosť hornín – a pozorovali, aké ďalšie premenné by sa museli zmeniť, aby sa udržal rovnovážny stav, a aké hodnoverné boli tieto poplatky.

Zatiaľ čo iní vedci simulovali prúdenie podzemnej vody na Marse pomocou podobných techník, tento model je prvý, ktorý zahŕňa vplyv oceánov, ktoré existovali na Marse pred viac ako tromi miliardami rokov v povodiach Hellas, Argyri a Borealis.

Štúdia zahŕňa aj najnovšie topografické údaje zozbierané satelitom. Hiatt povedal, že moderné krajiny si stále zachovávajú jeden z najstarších a najvplyvnejších topografických prvkov na planéte – extrémny rozdiel vo výške medzi severnou pologuľou – nížinami – a južnou pologuľou – vysočinami – známymi ako Veľká priepasť. Toto rozdelenie si zachováva známky toho, že spodná voda v minulosti stúpala na povrch, keď podzemná voda stúpala z vodonosnej vrstvy na povrch. Výskumníci použili geologické markery minulých vzostupných udalostí na vyhodnotenie výstupov rôznych modelov.

Prostredníctvom rôznych modelov vedci zistili priemernú rýchlosť doplňovania podzemnej vody 0,03 milimetra za rok, čo sa veľmi zhoduje s tým, čo je známe z geologického záznamu.

Pátranie sa neobmedzuje len na pochopenie minulosti Červenej planéty. Má to dôsledky aj pre budúci prieskum Marsu. Pochopenie toku podzemnej vody môže pomôcť určiť, kde dnes nájsť vodu, povedal Hiatt. Či už hľadáte známky dávneho života, snažíte sa podporiť ľudských prieskumníkov alebo vyrábate raketové palivo na návrat na Zem, je dôležité vedieť, kde sa voda s najväčšou pravdepodobnosťou nachádza.

Referencia: „Obmedzené dobíjanie zvodnenej vrstvy Southern Highlands na ranom Marse“ od Erica Hiatta, Muhammada Afzala Shadaba, Seana P. S. Gulicka, Timothyho A. Jude a Mark A. Hesensko, 9. septembra 2023, Ikar.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

Výskum bol financovaný z NASAa Geofyzikálny inštitút University of Texas a UT Center for Planetary Habitation.