Kiedyś Słońce dawało około jednej trzeciej mniej ciepła niż obecnie. Modele klimatyczne przyjmują zwykle, iż aby wówczas na Marsie panowały warunki umożliwiające występowania na jego powierzchni wody w stanie ciekłym (a nie zamarzniętej), planeta musiała mieć odpowiednio grubą atmosferę złożoną z dwutlenku węgla, który powodował efekt cieplarniany.

Najnowsze badania przeprowadzone przez amerykański łazik Curiosity zaprzeczają takiemu założeniu. Sugerują, że 3,5 miliarda lat temu na Marsie było zbyt mało dwutlenku węgla, by efekt cieplarniany mógł stopić lód.

Problemów dostarczyły te same skały, w których łazik Curiosity znalazł wcześniej osady z prehistorycznego jeziora, które mogło istnieć na Marsie miliardy lat temu. Dalsze badania dały paradoksalny wynik: brak warunków klimatycznych umożliwiających powstanie takiego jeziora. W zbadanych próbkach ze skalnego podłoża nie wykryto bowiem odpowiedniej ilości minerałów węglanowych.

"Jesteśmy zaskoczeni brakiem minerałów węglanowych w skale osadowej, którą zbadał łazik. Naprawdę trudno byłoby uzyskać ciekłą wodę na dawnym Marsie - nawet jeśli dwutlenku węgla w atmosferze byłoby setki razy więcej, niż sugerują to próbki z badanej skały" - powiedział Thomas Bristow z NASA Ames Research Center w Moffett Field w Kalifornii.

Od momentu lądowania w kraterze Gale w 2011 r., łazik Curiosity nie wykrył węglanów w żadnej próbce skał uważanych za pochodzące z dna dawnego jeziora. Instrument CheMin jest zdolny do wykrycia węglanów, jeśli stanowią kilka procent zawartości skał. Najnowsze badania prowadzone przez grupę 14 naukowców, którą kierował Bristow, pozwoliły obliczyć górną granicę ilości dwutlenku węgla, jeśli występował w dawnej marsjańskiej atmosferze. Wynik daje kilkadziesiąt milibarów dwutlenku węgla. Milibar to jedna tysięczna ciśnienia na poziomie morza na Ziemi. Dla porównania, w obecnej atmosferze Marsa panuje ciśnienie poniżej 10 milibarów, a w 95 proc. składa się ona z dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla reaguje w wodzie z pozytywnie naładowanymi jonami magnezu i żelaza, tworząc minerały węglanowe. Inne minerały występujące w badanych skałach wskazują, że takie jony faktycznie były obecne. Oprócz tego minerały takie jak magnetyty i minerały ilaste są dowodami na to, że warunki nigdy nie stały się tak kwaśne, żeby węglany rozpuściły się (co byłoby możliwe w zbyt kwaśnych wodach gruntowych).

"Od jakiegoś czasu jest zagadką dlaczego z orbity marsjańskiej nie widać zbyt wielu węglanów. Do tej pory można było tłumaczyć, że ich nie widać, gdyż są pokryte pyłem, znajdują się pod powierzchnią lub nie szukamy w odpowiednim miejscu. Wyniki uzyskane przez Curiosity bezpośrednio na powierzchni planety dają nowy impuls temu marsjańskiemu paradoksowi. Po raz pierwszy sprawdziliśmy szukaliśmy węglanów w trakcie badań na powierzchni w skałach, o których wiemy, że są skałami osadowymi z dna dawnego jeziora" - tłumaczy Bristow.

Naukowcy próbują znaleźć wyjaśnienie paradoksu występowania dawno temu jeziora i braku warunków do jego wytworzenia się. Być może jezioro nie było otwartym zbiornikiem ciekłej wody, tylko było pokryte lodem. Jeśli lód nie byłby zbyt gruby, nadal mogłyby powstawać osady na dnie jeziora. Niestety łazik Curiosity nie znalazł jak dotąd dowodów w kraterze Gale na istnienie tam kiedyś zamarzniętego jeziora. Zagadka wymaga dalszych badań przez obecne i planowane misje marsjańskie.

Wyniki badań przeprowadzonych przez zespół Bristowa ukazały się w czasopiśmie naukowym "Proceedings of the National Academy of Science". (PAP)

cza/ zan/