Mars, fotografija preko Pixabaja
Pred približno 3, 5 milijardami let se je Mars začel preusmeriti iz vlažnejšega, toplejšega podnebja na suh in hladen planet, ki ga vidimo danes. To obdobje geoloških sprememb, znano kot Hesperijeva doba, je bilo burno. Rdeči planet je videl razširjene vulkanske izbruhe in katastrofalne poplave, ko se je staljeni led vrgel v široke kraterje in oblikoval jezera. Te naravne nesreče so v njegovo površino vklesale mrežo bazenov, imenovano odtočni kanali, ki erodirajo teren in preoblikujejo pokrajino planeta. Natančen konec tega geološkega obdobja v zgodovini Marsa ni znan, vendar znanstveniki ocenjujejo približno 3 milijarde let nazaj.
Pozneje so mnogi odtočni kanali prekrili lavo in pokopavali dokaze o geološki zgodovini Marsa. Toda zdaj nov zemljevid podzemlja planeta prvič prikazuje, kako je videti eden od teh zakopanih kanalov v treh dimenzijah. Ugotovitve, objavljene danes v reviji Science, rekonstruirajo Marte Vallis, največji izmed najmlajših kanalov na Marsu. Marte Vallis se nahaja v regiji Elysium Planitia, prostranstvu ravnic vzdolž ekvatorja in najmlajši vulkanski regiji na planetu .
Če želite ustvariti 3D-zemljevid, raziskovalci so uporabili podatke iz Shallow Radarja, naprave, ki sondira tekočino ali zamrznjeno vodo pod Marsovo skorjo. Tehnologija, znana kot SHARAD, je na krovu Nasinega vesoljskega plovila Mars Reconnaissance Orbiter, ki trenutno kroži po planetu in preučuje njegovo podnebje. Orbitalni radar SHARAD deluje skoraj enako kot medicinsko slikanje. Na površje pošilja signale, od katerih se nekateri samodejno odbijejo nazaj v vesoljsko plovilo. Signali, ki se ne odzovejo nazaj, lahko prodrejo v Marsovo skorjo in registrirajo zakopane strukture, preden se vrnejo v napravo. Podatki se prikažejo v dvodimenzionalnih presekih, ki jih nato sestavimo skupaj za oblikovanje 3D predstavitve. Na ta način se je razkril globoko izrezan nabor kanalov.
3D vizualizacija pokopanih kanalov Marte Vallis pod površjem Marsa. Slika prek Smithsonian Institution / NASA / JPL-Caltech / University of Sapienza v Rimu / MOLA Team / USGS
Sistem kanalov, ki je nekje od 10 milijonov do pol milijarde let, se razprostira na 60 milj in se razteza na več kot 600 milj. Glede na to, kar je Marte Vallis videti s površja, so kanali po strukturi podobni starejšim kanalskim sistemom, ki so jih našli v Hesperijanu vendar je lava, ki je zakrila številne njihove lastnosti, raziskovalcem otežila natančno oceno njene globine.
Novi podatki razkrivajo, da je bil obseg erozije za Marte Vallis res podcenjen: 25 kilometrov širok glavni kanal je vsaj dvakrat globji od prejšnjih približkov. Zemljevid prikazuje več zasukanih kanalov, ki se napajajo v globlji in širši glavni kanal. Ti kanali so nekoč ležali vzdolž niza štirih otokov, ki so se poplave razkropile v hribe v obliki solz.
Raziskovalci so ugotovili, da je geometrija lastnosti podobna kot na najstarejših kanalih planeta, ki jih lava manj zasenči, zaradi česar jih je lažje preučevati. To tudi nakazuje, da bi Marte Vallis lahko v celoti izklesali z vodo, pravi glavni avtor študije Gareth Morgan, geolog Centra za zemeljske in planetarne študije Nacionalnega muzeja zračnega in vesoljskega muzeja. Pravzaprav večina Marsovih znanstvenikov sprejema, da je odtočne kanale na Marsu vklesal voda. Lava prav tako izrezuje predore s toplotno erozijo, ki segreva teren, vendar Morgan pravi, da je ta postopek neprimerljiv za obseg erozije na kanalih Marte Valle. Hitrost hitenja vode je tudi bolj učinkovita pri eroziji kot pretok lave, ki se lahko zatakne na skali, pravi Morgan. Poleg tega lava ustvarja tunele, ki niso tako široki - običajno le nekaj milj -, tako da strnjeni predori ne bi mogli upoštevati široke velikosti kanalov.
S pomočjo zemljevida so raziskovalci lahko tudi ugotovili izvor poplavne vode: zdaj že pokopan del preloma Cerberus Fossae, vrsto razpok na površini planeta. Raziskovalci trdijo, da se je voda iz rezervoarja globoko pod površjem Marsa sproščala v bližini tektonske ali vulkanske dejavnosti in hitro je delovala, da je oblikovala kanale. Ti kanali bi bili kratkotrajna zadeva, "pravi Morgan. "Zlom bi to podtalnico povezal s površino. Po kratkem tednu ali mesecih bi bil vir že izčrpan. "
Toda zakaj je bila voda v tem rezervoarju v času, ko se verjame, da je preostali del Marsa suh? Voda, verjamejo avtorji, bi se lahko v obdobju Hesperije zbrala v vodonosnikih pod površjem. Ta voda bi hipotetično lahko ostala stabilna v tekoči obliki še dolgo po koncu heperije. Morgan meni, da bi 3D zemljevid lahko zagotovil več dokazov v podporo tej hipotezi, ki kažejo, da je bil Mars v novejšem času - v nasprotju s starodavno - preteklostjo.
Na površini planeta se razprostira več kot 20 podobnih odtočnih kanalov, ki segajo v dolžine sto kilometrov. Najbolj vidni so v Chryse Planitia, krožni vulkanski ravnici na severni polobli Marsa. Največji, Kasei Valles, teče 1500 kilometrov po ravnici.
Kataklizmične poplave kot tiste, ki so oblikovale Marsove kanale, niso edinstvene za rdeči planet. Pred približno 14.000 leti je največja znana poplava na Zemlji izvirala iz jezera Missoula, prazgodovinskega vodnega telesa, ki je obstajalo ob koncu zadnje ledene dobe v današnji Montani. Vode so zmotile del pokrajine zvezne države Washington in tvorijo kanalizirane Skale, teren, ki spominja na marsovske odtočne kanale. Ocenjuje se, da je glavni kanal Marte Vallis globok med 226 in 371 čevljev, globina, ki je primerljiva s kanaliziranimi Scablands.
Torej, če so Marsovi ekspanzivni odtočni kanali nastali s pomočjo vode, je vprašanje ostalo: kje se je vse to zgodilo?
Nekateri so izhlapeli, se spuščali do polotov planeta in se oborili kot led na polarnih kapicah, Morgan pravi. Podobno kot na Zemlji so tudi polarni konci na Rdečem planetu pokriti s kilometri debelimi plastmi ledu. Tudi voda bi se lahko zlila v plitva območja pod površjem, kjer je tudi zmrznila - leta 2008 je misija NASA Phoenix potrdila, da v poroznih tleh, ki sestavljajo velik del površine planeta, obstaja led.
Druga možnost, pravi Morgan, je, da je starodavna voda znova pobegnila globoko pod zemljo in tako ustvarila velik rezervoar, ki čaka, da se ponovno poplavi.
