Studie povrchu a atmosféry Marsu odhalila některá starodávná tajemství. Díky úsilí Zvědavost Rover a další mise, vědci jsou si nyní vědomi skutečnosti, že na Marsu jednou tekla voda a planeta měla hustší atmosféru. Také dokázali odvodit, co mechanika vedla k vyčerpání této atmosféry, což ji proměnilo v chladné, vysušené prostředí, které zde dnes vidíme.
Současně to však vedlo k poměrně zajímavému paradoxu. V zásadě se předpokládá, že Mars měl na svém povrchu teplou tekoucí vodu v době, kdy Slunce bylo o třetinu tak teplé jako dnes. To by vyžadovalo, aby marťanská atmosféra měla dostatek kysličníku uhličitého, aby byl její povrch dostatečně teplý. Zdá se však, že na základě nejnovějších poznatků roveru zvědavosti tomu tak není.
Tato zjištění byla součástí analýzy dat pořízených přístrojem Curiosity's Chemistry and Mineralogy X-ray Diffraction (CheMin), který byl použit ke studiu minerálního obsahu vzorků vrtů v kráteru Gale. Výsledky této analýzy byly nedávno zveřejněny v roce 2007 Sborník Národní akademie věd, kde výzkumný tým uvedl, že ve vzorcích odebraných ze starého dna jezera nebyly nalezeny stopy uhličitanů.
Abychom to rozdělili, důkazy shromážděné Zvědavost (a několik dalších roverů, přistávajících a orbiterů) vedlo vědce k závěru, že zhruba před 3,5 miliardami let měl povrch Marsu jezera a tekoucí řeky. Také určili, díky mnoha vzorkům odebraným Zvědavost protože v roce 2011 přistála v kráteru Gale, tento geologický prvek byl kdysi dno jezera, které se postupně naplnilo sedimentárními ložisky.
Aby však byl Mars dostatečně teplý, aby mohla existovat kapalná voda, musela by jeho atmosféra obsahovat určité množství oxidu uhličitého - poskytující dostatečný skleníkový efekt pro kompenzaci sníženého tepla Slunce. Protože vzorky hornin v kráteru Gale fungují jako geologický záznam, za jakých podmínek byly před miliardami let, pokud by tomu tak bylo, určitě by obsahovaly dostatek uhličitanových minerálů.
Uhličitany jsou minerály, které jsou výsledkem kombinace oxidu uhličitého s kladně nabitými ionty (jako je hořčík a železo) ve vodě. Protože se zjistilo, že tyto ionty mají dobré zásoby ve vzorcích marťanské horniny, a následná analýza ukázala, že podmínky se nikdy nestaly kyselými až do okamžiku, kdy by se uhličitany rozpustily, není zřejmý důvod, proč by se neobjevovaly .
Spolu se svým týmem Thomas Bristow - hlavní vyšetřovatel nástroje CheMin pro zvědavost - vypočítal, jaké minimální množství oxidu uhličitého v atmosféře by muselo být, a jak by to bylo naznačeno hladinami uhličitanu, které se dnes nacházejí v marťanských horninách. Poté seřadili údaje o letech nástroje CheMin, aby zjistili, zda existují nějaké náznaky těchto minerálů.
Jak však vysvětlil v nedávné tiskové zprávě NASA, zjištění jednoduše neměřila:
"Obzvláště nás zasáhla absence uhličitanových minerálů v sedimentární hornině, kterou rover prozkoumal." Bylo by opravdu těžké získat tekutou vodu, i kdyby v atmosféře bylo stokrát více oxidu uhličitého, než jak nám říká minerální důkaz ve skále. “
Nakonec Bristow a jeho tým nemohli najít ani stopové množství uhličitanů ve vzorcích hornin, které analyzovali. I kdyby v atmosféře, kdy v jezírku Gale existovalo jezero, bylo přítomno jen několik desítek milibarů oxidu uhličitého, bylo by vytvořeno dostatečné množství uhličitanů pro detekci CheMin zvědavosti. Tento nejnovější nález přispívá k paradoxu, který už roky trápí vědce na Marsu.
Vědci v zásadě poznamenali, že existuje vážný rozpor mezi tím, co povrchové rysy naznačují o Marsu, a chemickými a geologickými důkazy. Nejenže existuje spousta důkazů o tom, že planeta měla v minulosti hustší atmosféru, více než čtyři desetiletí orbitálního zobrazování (a roky v hodnotě povrchových dat) poskytly dostatečné geomorfologické důkazy o tom, že Mars kdysi měl povrchovou vodu a aktivní hydrologický cyklus.
Vědci se však stále snaží vyrábět modely, které ukazují, jak by marťanské klima mohlo udržet typy podmínek, které k tomu byly nezbytné. Dosud byl jediným úspěšným modelem model, ve kterém atmosféra obsahovala značné množství CO2 a vodíku. Vysvětlení toho, jak lze tuto atmosféru vytvořit a udržet, bohužel zůstává nepolapitelné.
Navíc, geologické a chemické důkazy o takové atmosféře, které existovaly před miliardami let, byly také nedostatečné. V minulosti průzkumy orbitrů nemohly najít důkazy o uhličitanových minerálech na povrchu Marsu. Doufalo se, že povrchové mise, jako je zvědavost, to dokážou vyřešit odebráním vzorků půdy a vrtů, kde je známo, že existuje voda.
Ale jak vysvětlil Bristow, studie jeho týmu účinně zavřela dveře:
"Bylo to tajemství, proč z oběžné dráhy nebylo vidět hodně uhličitanu." Mohli byste se dostat z quandary tím, že řeknete, že uhličitany mohou ještě být, ale my je prostě nemůžeme vidět z oběžné dráhy, protože jsou pokryty prachem nebo pohřbeny, nebo se nedíváme na správné místo. Výsledky zvědavosti zvýrazňují paradox. Toto je poprvé, co jsme zkontrolovali uhličitany na zemi ve skále, kterou známe z usazenin usazených pod vodou. “
Existuje několik možných vysvětlení tohoto paradoxu. Na jedné straně někteří vědci tvrdili, že Gale Crater Lake nemusí být otevřeným tělem vody a je možná pokryto ledem, který byl dostatečně tenký na to, aby umožnil proniknutí sedimentů. Problémem tohoto vysvětlení je že pokud by to byla pravda, zůstaly by znatelné náznaky - mezi něž by patřily hluboké trhliny v měkké sedimentární skále.
Ale protože tyto náznaky nebyly nalezeny, vědci zůstávají se dvěma řádky důkazů, které se neshodují. Jak uvedl Ashwin Vasavada, projektový vědec zvědavosti:
„Zvědavost, která prochází streambedy, delty a stovkami svislých stop bláta uloženého ve starých jezerech, vyžaduje intenzivní hydrologický systém zásobující vodu a sediment a vytvářet skály, které najdeme. Oxid uhličitý, smíchaný s jinými plyny, jako je vodík, byl hlavním kandidátem na vliv oteplování potřebný pro takový systém. Zdá se, že tento překvapivý výsledek je vyřazuje z provozu. “
Naštěstí jsou ve vědě nesrovnalosti, které umožňují vývoj nových a lepších teorií. A jak pokračuje průzkum marťanského povrchu - což bude těžit z příchodu ExoMars a Mars 2020 mise v následujících letech - můžeme očekávat, že se objeví další důkazy. Doufejme, že to pomůže ukázat cestu k řešení tohoto paradoxu a ještě více nekomplikuje naše teorie!
