Ίχνη ζωής στον Άρη; Νέα μελέτη αλλάζει τα δεδομένα για την ύπαρξη νερού – Το μυστήριο της άνοιξης στον κόκκινο πλανήτη

Η ξηρότητα και οι ακραίες θερμοκρασίες στον Άρη καθιστούν φαινομενικά αδύνατο τον σχηματισμό υγρού νερού στην επιφάνειά του, μια κρίσιμη προϋπόθεση για την ύπαρξη κατοικήσιμου περιβάλλοντος. Η μόνη ελπίδα για την ανεύρεση υγρού νερού φαίνεται να είναι σε μορφή άλμης, δηλαδή υγρών με υψηλές συγκεντρώσεις αλάτων που μπορούν να παγώσουν σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες. Ωστόσο, το ερώτημα εάν οι άλμες μπορούν πραγματικά να σχηματιστούν στον Άρη παραμένει αναπάντητο.

Οι έρευνες του Βίνσεντ Σρεβιέ για την ύπαρξη άλμης

Βίνσεντ Σρεβιέ, επίκουρος καθηγητής έρευνας στο Κέντρο Διαστημικών και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Αρκάνσας, μελετά αυτό το ζήτημα επί 20 χρόνια και πλέον πιστεύει ότι η απάντηση είναι «ναι, μπορούν».

Η επιχειρηματολογία του για την ύπαρξη υγρών αλμών στον Άρη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Communications Earth and Environment.

Η μέθοδος της μελέτης και τα δεδομένα από το Viking 2

Σρεβιέ χρησιμοποίησε μετεωρολογικά δεδομένα από την περιοχή προσγείωσης του Viking 2 στον Άρη σε συνδυασμό με υπολογιστική μοντελοποίηση για να αποδείξει ότι άλμες μπορούν να αναπτυχθούν για σύντομο χρονικό διάστημα στα τέλη του χειμώνα και στις αρχές της άνοιξης, από την τήξη του παγετού. Αυτό αμφισβητεί την αντίληψη ότι ο Άρης είναι εντελώς άνευ υγρού νερού στην επιφάνειά του και υποδηλώνει ότι παρόμοιες διαδικασίες μπορεί να συμβαίνουν και σε άλλες περιοχές με παγετό, ειδικά σε μεσαία και υψηλά γεωγραφικά πλάτη.

Τα δεδομένα από το Viking 2, το οποίο προσεδαφίστηκε στον Άρη το 1976, χρησιμοποιήθηκαν επειδή, όπως αναφέρει ο Σρεβιέ, «ήταν η μόνη αποστολή που παρατήρησε, ταυτοποίησε και χαρακτήρισε με σαφήνεια τον παγετό στον Άρη».

Οι προκλήσεις του λιωσίματος της παγωνιάς στον Άρη

Το λιώσιμο του πάγου αποτελεί τη μεγαλύτερη πιθανότητα για τον εντοπισμό υγρής άλμης στον Άρη, αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα: ο παγετός στον Άρη τείνει να υποβιβάζεται (sublimate) γρήγορα, δηλαδή να μεταβαίνει απευθείας από στερεά σε αέρια μορφή χωρίς να περάσει από υγρή κατάσταση, λόγω των ιδιαίτερων ατμοσφαιρικών συνθηκών στον πλανήτη.

Η εύρεση του ιδανικού παραθύρου σχηματισμού άλμης

Ωστόσο, μέσω της ανάλυσης των δεδομένων του Viking 2, σε συνδυασμό με αυτά από τη Βάση Δεδομένων Κλίματος του Άρη (Mars Climate Database), ο Σρεβιέ κατέληξε ότι υπάρχει ένα σύντομο παράθυρο στα τέλη του χειμώνα και στις αρχές της άνοιξης όπου οι συνθήκες είναι κατάλληλες για τον σχηματισμό άλμης. Συγκεκριμένα, υπάρχει μια περίοδος διάρκειας περίπου ενός αρειανού μήνα (ισοδύναμη με περίπου δύο γήινους μήνες) όπου οι συνθήκες είναι ιδανικές σε δύο χρονικά σημεία της ημέρας: περίπου νωρίς το πρωί και αργά το απόγευμα.

Η σημασία των υπερχλωρικών αλάτων για την άλμη

Η αφθονία αλάτων στον Άρη είναι μεγάλη, και ο Σρεβιέ εδώ και καιρό υποθέτει ότι τα υπερχλωρικά άλατα (perchlorates) είναι τα πιο υποσχόμενα για το σχηματισμό άλμης, δεδομένου ότι έχουν εξαιρετικά χαμηλές ευτηκτικές θερμοκρασίες (δηλαδή το σημείο τήξης του μείγματος αλατιού-νερού). Για παράδειγμα, η άλμη ασβεστίου υπερχλωρικού (calcium perchlorate) στερεοποιείται στους μείον 75 βαθμούς Κελσίου, ενώ η μέση επιφανειακή θερμοκρασία στον ισημερινό του Άρη είναι μείον 50 βαθμοί Κελσίου, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να υπάρχει ζώνη όπου η άλμη ασβεστίου υπερχλωρικού να παραμένει υγρή.

Οι κατάλληλες θερμοκρασίες και η διάρκεια σχηματισμού άλμης

Η μοντελοποίηση με βάση τα γνωστά δεδομένα επιβεβαίωσε ότι δύο φορές την ημέρα, για έναν μήνα στα τέλη του χειμώνα και τις αρχές της άνοιξης, υπάρχει ένα ιδανικό παράθυρο όπου μπορούν να σχηματιστούν άλμες ασβεστίου υπερχλωρικού, καθώς η θερμοκρασία κυμαίνεται γύρω από το κρίσιμο σημείο των μείον 75 βαθμών Κελσίου. Σε άλλες ώρες της ημέρας είναι είτε πολύ ζεστά είτε πολύ κρύα.

Περιορισμοί στην ποσότητα και η σημασία για τη ζωή

Παρόλο που τα ευρήματα του Σρεβιέ δεν αποτελούν απόλυτη απόδειξη της ύπαρξης άλμης, υποστηρίζουν ισχυρά την ύπαρξή τους σε μικρές ποσότητες και σε περιοδική βάση. Ακόμα και αν ένα παρελθόν ή μελλοντικό όχημα εξερεύνησης εντόπιζε άμεσα άλμη ασβεστίου υπερχλωρικού, αυτή δεν θα υπήρχε σε μεγάλες ποσότητες.

Το ασβέστιο υπερχλωρικού αποτελεί μόλις το 1% του αρειανού εδάφους (regolith) και ο πάγος που σχηματίζεται στον Άρη είναι εξαιρετικά λεπτός – πολύ λιγότερο από ένα χιλιοστόμετρο πάχος. Συνεπώς, είναι απίθανο να παραχθεί σημαντική ποσότητα νερού, σίγουρα όχι αρκετή για να υποστηρίξει ανθρώπινη ζωή.

Ωστόσο, αυτό δεν αποκλείει το ενδεχόμενο ότι ο πλανήτης να είχε υποστηρίξει μορφές ζωής προσαρμοσμένες σε ένα πολύ πιο ψυχρό και ξηρό περιβάλλον.

Το μέλλον των ερευνών για άλμη στον Άρη

Ο Σρεβιέ δηλώνει ενθαρρυμένος από το γεγονός ότι η άλμη σχηματίζεται κάτω από γνωστές συνθήκες και αναμένει περαιτέρω επιβεβαίωση. Στην κατακλείδα της εργασίας του σημειώνει, «Η ισχυρή συσχέτιση μεταξύ σχηματισμού άλμης και εποχιακών κύκλων παγωνιάς επισημαίνει συγκεκριμένες περιόδους όπου η παροδική υδατική δραστηριότητα είναι πιο πιθανή, κάτι που μπορεί να καθοδηγήσει τον σχεδιασμό μελλοντικών αστροβιολογικών ερευνών.

Ρομποτικοί προσεληνωτές εξοπλισμένοι με υγρομέτρα πεδίου [hygrometers, για μέτρηση υγρασίας αέρα] και χημικούς αισθητήρες θα μπορούσαν να στοχεύσουν αυτά τα εποχικά παράθυρα για να ανιχνεύσουν άμεσα το σχηματισμό άλμης και να προσδιορίσουν τα χρονικά διαστήματα κατά τα οποία αυτά τα υγρά διαρκούν».