Banyak fitur di permukaan Mars mengisyaratkan keberadaan air cair di masa lalu. Mulai dari Valles Marineris, sistem ngarai dengan panjang 4.000 km dan dalam 7 km, hingga bola hematit kecil yang disebut "blueberry". Fitur-fitur ini menunjukkan bahwa air cair memainkan peran penting dalam membentuk Mars.
Beberapa studi menunjukkan bahwa fitur-fitur ini memiliki asal vulkanik, tetapi sebuah studi baru dari dua peneliti di Carl Sagan Institute dan NASA Virtual Planet Laboratory menempatkan fokus kembali pada air cair. Model yang dihasilkan keduanya mengatakan bahwa, jika kondisi lain terpenuhi, awan cirrus bisa menyediakan isolasi yang diperlukan agar air cair mengalir. Dua peneliti, Ramses M. Ramirez dan James F. Kasting, membangun model iklim untuk menguji ide mereka.
Awan Cirrus adalah awan tipis dan tipis yang muncul secara teratur di Bumi. Mereka juga terlihat di Jupiter, Saturnus, Uranus, mungkin Neptunus, dan di Mars. Awan Cirrus sendiri tidak menghasilkan hujan. Apapun presipitasi yang mereka hasilkan, dalam bentuk kristal es, menguap sebelum mencapai permukaan. Para peneliti di balik penelitian ini memfokuskan pada awan cirrus 'karena mereka cenderung menghangatkan udara di bawahnya sebesar 10 derajat Celcius.
Jika cukup banyak Mars ditutupi oleh awan cirrus, maka permukaannya akan cukup hangat untuk air cair mengalir. Di Bumi, awan cirrus menutupi hingga 25% Bumi dan memiliki efek pemanasan yang dapat diukur. Mereka memungkinkan sinar matahari masuk, tetapi menyerap radiasi inframerah keluar. Kasting dan Ramirez berusaha menunjukkan bagaimana hal yang sama mungkin terjadi di Mars, dan berapa banyak awan cirrus yang diperlukan.
Awan cirrus sendiri tidak akan menciptakan semua kehangatan. Dampak dari komet dan asteroid akan menciptakan panas, dan tutupan awan cirrus yang luas akan memerangkap panas itu di atmosfer Mars.
Kedua peneliti melakukan model, yang disebut model iklim radiasi-konvektif kolom tunggal. Mereka kemudian menguji berbagai ukuran kristal es, bagian langit yang ditutupi oleh awan cirrus, dan ketebalan awan-awan itu, untuk mensimulasikan kondisi yang berbeda di Mars.
Mereka menemukan bahwa dalam keadaan yang tepat, awan di atmosfer Mars awal dapat bertahan 4 hingga 5 kali lebih lama daripada di Bumi. Ini mendukung gagasan bahwa awan cirrus bisa membuat Mars cukup hangat untuk air cair. Namun, mereka juga menemukan bahwa 75% hingga 100% dari planet ini harus ditutupi oleh cirrus. Jumlah tutupan awan itu tampaknya tidak mungkin menurut para peneliti, dan mereka menyarankan bahwa 50% akan lebih realistis. Angka ini mirip dengan tutupan awan Bumi, termasuk semua jenis awan, bukan hanya cirrus.
Ketika mereka menyesuaikan parameter model mereka, mereka menemukan bahwa awan yang lebih tebal dan ukuran partikel yang lebih kecil mengurangi efek pemanasan penutup awan cirrus. Ini meninggalkan satu set parameter yang sangat tipis di mana awan cirrus bisa membuat Mars cukup hangat untuk air cair. Tetapi pemodelan mereka juga menunjukkan bahwa ada satu cara awan cirrus bisa melakukan pekerjaan itu.
Jika suhu permukaan Mars kuno lebih rendah dari 273 Kelvin, nilai yang digunakan dalam model, maka dimungkinkan bagi awan cirrus untuk melakukan hal mereka. Dan itu hanya harus lebih rendah 8 derajat Kelvin untuk itu terjadi. Di masa lalu di Bumi, suhu permukaan telah lebih rendah sebesar 7 derajat Kelvin. Pertanyaannya adalah, mungkinkah Mars memiliki suhu yang sama rendahnya?
Jadi, di mana itu meninggalkan kita? Kami belum memiliki jawaban yang pasti. Mungkin saja awan cirrus di Mars dapat membantu menjaga planet ini cukup hangat untuk air cair. Pemodelan yang dilakukan oleh Ramirez dan Kasting menunjukkan kepada kita parameter apa yang diperlukan untuk itu terjadi.
