Air. Itu selalu tentang air ketika datang untuk mengukur potensi planet untuk mendukung kehidupan. Mars mungkin memiliki air cair dalam bentuk sesekali aliran asin dinding kawah, tetapi sebagian besar tampaknya terkunci di es kutub atau tersembunyi jauh di bawah tanah. Siapkan secangkir minuman pada hari yang cerah di Mars hari ini dan tergantung pada kondisinya, itu bisa dengan cepat membeku atau meluap begitu saja untuk menguap di atmosfer ultra-tipis planet ini.
Bukti air cair yang melimpah di bekas dataran banjir dan dasar sungai berliku-liku dapat ditemukan hampir di semua tempat di Mars. NASA Keingintahuan rover telah menemukan endapan mineral yang hanya terbentuk dalam air cair dan kerikil yang dibulatkan oleh aliran purba yang dulunya terkubur di lantai Kawah Gale. Dan di situlah letak paradoksnya. Air tampaknya telah menyembur dengan sukarela di Planet Merah 3 hingga 4 miliar tahun yang lalu, jadi apa yang terjadi hari ini?
Menyalahkan atmosfer lemah Mars. Udara yang lebih tebal dan lebih segar serta peningkatan tekanan atmosfer yang menyertainya akan membuat air dalam cawan tetap stabil. Atmosfer yang lebih tebal juga akan menyegel panas, membantu menjaga planet cukup hangat untuk air cair mengalir dan mengalir.
Berbagai gagasan telah diajukan untuk menjelaskan penipisan udara yang diduga termasuk hilangnya medan magnet planet, yang berfungsi sebagai pertahanan melawan angin matahari.
Konveksi arus dalam inti besi-nikel cairnya kemungkinan menghasilkan pertahanan magnetik Mars yang asli. Tetapi suatu saat di awal sejarah planet ini, arus berhenti baik karena inti mendingin atau terganggu oleh dampak asteroid. Tanpa inti yang berputar, medan magnetnya layu, memungkinkan angin matahari melepaskan atmosfer, molekul demi molekul.
Angin matahari menggerogoti atmosfer Mars
Pengukuran dari NASA saat ini Misi MAVEN menunjukkan bahwa angin matahari melepaskan gas pada laju sekitar 100 gram (setara dengan sekitar 1/4 pon) setiap detik. "Seperti pencurian beberapa koin dari mesin kasir setiap hari, kerugiannya menjadi signifikan dari waktu ke waktu," kata Bruce Jakosky, penyelidik utama MAVEN.
Peneliti dari Sekolah Teknik dan Ilmu Pengetahuan Terapan Harvard John A. Paulson (SEAS) menyarankan skenario yang berbeda, kurang memotong-dan-kering. Berdasarkan penelitian mereka, Mars purba mungkin telah dihangatkan sekarang dan lagi oleh efek rumah kaca yang kuat. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Surat Penelitian Geofisika, para peneliti menemukan bahwa interaksi antara metana, karbon dioksida dan hidrogen di atmosfer Mars awal mungkin telah menciptakan periode hangat ketika planet ini dapat mendukung air cair di permukaannya.
Tim pertama mempertimbangkan efek CO2, pilihan yang jelas karena terdiri dari 95% atmosfer Mars saat ini dan perangkap panas yang terkenal. Tetapi ketika Anda memperhitungkan bahwa Matahari bersinar 30% lebih redup 4 miliar tahun yang lalu dibandingkan dengan hari ini, CO2 sendirian tidak bisa memotongnya.
“Anda dapat melakukan perhitungan iklim di mana Anda menambahkan CO2 dan membangun hingga ratusan kali tekanan atmosfer hari ini di Mars, dan Anda masih tidak pernah mencapai suhu yang bahkan mendekati titik leleh, ”kata Robin Wordsworth, asisten profesor ilmu lingkungan dan teknik di LAUT, dan penulis pertama makalah ini.
Karbon dioksida bukan satu-satunya gas yang mampu mencegah panas keluar ke ruang angkasa. Metana atau CH4 akan melakukan pekerjaan itu juga. Miliaran tahun yang lalu, ketika planet ini lebih aktif secara geologis, gunung berapi bisa saja memanfaatkan sumber metana yang dalam dan melepaskan semburan gas ke atmosfer Mars. Mirip dengan apa yang terjadi di bulan Saturnus Titan, sinar ultraviolet matahari akan mematahkan molekul menjadi dua, membebaskan gas hidrogen dalam prosesnya.
Ketika Wordsworth dan timnya melihat apa yang terjadi ketika metana, hidrogen, dan karbon dioksida bertabrakan dan kemudian berinteraksi dengan sinar matahari, mereka menemukan bahwa kombinasi tersebut sangat menyerap panas.
Carl Sagan, Astronom Amerika dan astronomi popularizer, pertama berspekulasi bahwa pemanasan hidrogen bisa menjadi penting di Mars awal pada tahun 1977, tetapi ini adalah pertama kalinya para ilmuwan mampu menghitung efek rumah kaca secara akurat. Ini juga pertama kalinya metana terbukti menjadi gas rumah kaca yang efektif di Mars purba.
Ketika Anda mempertimbangkan metana, Mars mungkin memiliki episode kehangatan berdasarkan aktivitas geologis yang terkait dengan gempa bumi dan gunung berapi. Setidaknya ada tiga zaman vulkanik selama sejarah planet ini - 3,5 miliar tahun yang lalu (dibuktikan oleh dataran mirip kuda bulan), 3 miliar tahun yang lalu (gunung berapi perisai yang lebih kecil) dan 1 hingga 2 miliar tahun yang lalu, ketika gunung berapi perisai raksasa seperti Olympus Monsaktif. Jadi kita memiliki tiga semburan metana potensial yang dapat menyatukan kembali atmosfer untuk memungkinkan Mars yang lebih lembut.
Ukuran tipis Olympus Mons secara praktis meneriakkan letusan besar di atas a panjang periode waktu. Selama waktu di antara, hidrogen, gas ringan, akan terus melarikan diri ke ruang angkasa sampai diisi ulang oleh pergolakan geologis berikutnya.
"Penelitian ini menunjukkan bahwa efek pemanasan baik metana dan hidrogen telah diremehkan dengan jumlah yang signifikan," kata Wordsworth. "Kami menemukan bahwa metana dan hidrogen, dan interaksinya dengan karbon dioksida, jauh lebih baik dalam memanaskan Mars awal daripada yang diyakini sebelumnya."
Saya senang bahwa Carl Sagan berjalan di jalan ini 40 tahun yang lalu. Dia selalu mengulurkan harapan untuk kehidupan di Mars. Beberapa bulan sebelum dia meninggal pada tahun 1996, dia mencatat ini:
"... mungkin kita berada di Mars karena sains luar biasa yang dapat dilakukan di sana - gerbang keajaiban dunia terbuka di zaman kita. Mungkin kita berada di Mars karena harus ada, karena ada dorongan nomaden mendalam yang tertanam dalam diri kita melalui proses evolusi, setelah semua, dari pengumpul pemburu, dan untuk 99,9% dari masa jabatan kita di Bumi, kita adalah pengembara. Dan, tempat berikutnya untuk dijelajahi, adalah Mars. Tapi apa pun alasan Anda berada di Mars, saya senang Anda ada di sana. Dan kuharap aku bersamamu. ”
