Hvorfor tørrede Mars ud? Ny undersøgelse peger på usædvanlige svar

Mars løb engang rød med floder. De afslørende spor fra tidligere floder, vandløb og søer er i dag synlige over hele planeten. Men for omkring tre milliarder år siden tørrede de alle sammen - og ingen ved hvorfor.

"Folk har fremsat forskellige ideer, men vi er ikke sikre på, hvad der fik klimaet til at ændre sig så dramatisk," sagde geofysisk videnskabsmand ved University of Chicago, Edwin Kite. "Vi vil virkelig gerne forstå, især fordi det er den eneste planet, vi helt sikkert ved, er ændret fra beboelig til ubeboelig."

Kite er den første forfatter til en ny undersøgelse, der undersøger sporene af Mars-floder for at se, hvad de kan afsløre om historien om planetens vand og atmosfære.

Tidligere havde mange forskere antaget, at tab af kuldioxid fra atmosfæren, som var med til at holde Mars varm, forårsagede problemerne. Men de nye resultater, offentliggjort 25. maj i Science Advances , tyder på, at ændringen var forårsaget af tabet af en anden vigtig ingrediens, der holdt planeten varm nok til rindende vand.

Men vi ved stadig ikke, hvad det er.

Vand, vand overalt, og ikke en dråbe at drikke

I 1972 blev forskere overrasket over at se billeder fra NASAs Mariner 9-mission, da den kredsede om Mars fra kredsløb. Billederne afslørede et landskab fyldt med flodsenge – bevis på, at planeten engang havde masser af flydende vand, selvom den er tør som en knogle i dag.

Da Mars ikke har tektoniske plader til at flytte og begrave klippen over tid, ligger ældgamle flodspor stadig på overfladen som beviser, der er forladt i en fart.

Dette gjorde det muligt for Kite og hans samarbejdspartnere, herunder University of Chicago-studerende Bowen Fan samt forskere fra Smithsonian Institution, Planetary Science Institute, California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory og Aeolis Research, at analysere kort baseret på tusindvis af billeder taget fra kredsløb af satellitter. Baseret på hvilke spor der overlapper hvilke, og hvor forvitrede de er, sammensatte teamet en tidslinje for, hvordan flodaktivitet ændrede sig i højde og bredde over milliarder af år.

Så kunne de kombinere det med simuleringer af forskellige klimaforhold, og se hvilke der passede bedst.

Planetariske klimaer er enormt komplekse, med mange, mange variabler at tage højde for - især hvis du ønsker at holde din planet i "Goldilocks"-zonen, hvor det er nøjagtigt varmt nok til, at vandet er flydende, men ikke så varmt, at det koger. Varme kan komme fra en planets sol, men den skal være nær nok til at modtage stråling, men ikke så tæt på, at strålingen fjerner atmosfæren. Drivhusgasser, såsom kuldioxid og metan, kan fange varme nær en planets overflade. Vand selv spiller også en rolle; det kan eksistere som skyer i atmosfæren eller som sne og is på overfladen. Snehætter har en tendens til at fungere som et spejl, der reflekterer sollys tilbage i rummet, men skyer kan enten fange eller reflektere lyset væk, afhængigt af deres højde og sammensætning.

Kite og hans samarbejdspartnere kørte mange forskellige kombinationer af disse faktorer i deres simuleringer og ledte efter forhold, der kunne få planeten til at være varm nok til, at i det mindste noget flydende vand kunne eksistere i floder i mere end milliarder år – men så pludselig miste det.

Men da de sammenlignede forskellige simuleringer, så de noget overraskende. Ændring af mængden af ​​kuldioxid i atmosfæren ændrede ikke resultatet. Det vil sige, at drivkraften bag ændringen ikke syntes at være kuldioxid.

"Culdioxid er en stærk drivhusgas, så det var virkelig den førende kandidat til at forklare udtørringen af ​​Mars," sagde Kite, en ekspert i klimaet i andre verdener. "Men disse resultater tyder på, at det ikke er så enkelt."

Der er flere alternative muligheder. De nye beviser passer fint til et scenarie, foreslået i en undersøgelse fra Kite fra 2021, hvor et lag af tynde, iskolde skyer højt i Mars' atmosfære fungerer som gennemskinnelig drivhusglas, der fanger varme. Other scientists have suggested that if hydrogen was released from the planet's interior, it could have interacted with carbon dioxide in the atmosphere to absorb infrared light and warm the planet.

"We don't know what this factor is, but we need a lot of it to have existed to explain the results," Kite said.

There are a number of ways to try to narrow down the possible factors; the team suggests several possible tests for NASA's Perseverance rover to perform that could reveal clues.

Kite and colleague Sasha Warren are also part of the science team that will be directing NASA's Curiosity Mars rover to search for clues about why Mars dried out. They hope that these efforts, as well as measurements from Perseverance, can provide additional clues to the puzzle.

On Earth, many forces have combined to keep the conditions remarkably stable for millions of years. But other planets may not be so lucky. One of the many questions scientists have about other planets is exactly how lucky we are—that is, how often this confluence exists occurs in the universe. They hope that studying what happened to other planets, such as Mars, can yield clues about planetary climates and how many other planets out there might be habitable.

"It's really striking that we have this puzzle right next door, and yet we're still not sure how to explain it," said Kite. + Udforsk yderligere

Icy clouds could have kept early Mars warm enough for rivers and lakes, study finds