Voda i život u dubini Marsa

Novo tumačenje Marsovih seizmičkih podataka japanskih znanstvenika Ikuoa Katayame sa Sveučilišta Hiroshima i Yuya Akamatsua s Istraživačkog instituta za morsku geodinamiku, sugerira prisutnost vode ispod površine Marsa, a time i mogućnost za postojanje života.

"Ako na Marsu postoji tekuća voda, prisutnost mikrobne aktivnosti je moguća", kaže Katayama.

Ova se analiza temelji na seizmičkim podacima iz SEIS-a (Seismic Experiment for the Interior Structure), postavljenog iz NASA-inog landera InSight koji je sletio na Mars 2018.

Ovaj robotski uređaj za slijetanje jedinstven je jer je pomoću svoje robotske ruke mogao postaviti seizmometar na površinu Marsa. Instrument SEIS, koji sadrži seizmometar, koristi seizmičke valove prirodno generirane na Marsu od Marsovih potresa ili udara meteorita za skeniranje unutrašnjosti planeta.

Kada dođe do potresa Marsa ili udara meteorita na Marsu, SEIS može očitati emitiranu energiju kao P-valove, S-valove i površinske valove kako bi stvorio sliku unutrašnjosti planeta.

Znanstvenici mogu koristiti P-valove i S-valove kako bi saznali mnogo o stijenama koje čine Mars, uključujući njihovu gustoću ili potencijalne promjene sastava unutar stijena.

Na primjer, S-valovi ne mogu putovati kroz vodu i kreću se sporijom brzinom od P-valova. Stoga prisutnost, odsutnost i vrijeme dolaska S-valova može odrediti kako podzemlje izgleda.

Štoviše, P-valovi mogu putovati brže kroz materijal veće gustoće, a sporije kroz materijal manje gustoće, tako da njihova brzina može pomoći u određivanju gustoće materijala kroz koji val putuje, kao i postoje li promjene u gustoći na njegovom putu.

Seizmički podaci prikupljeni SEIS-om pokazuju granicu na dubini od 10 km i dubini od 20 km prema izmjerenim razlikama u seizmičkoj brzini.

Ta se granica prije tumačila kao oštri prijelazi u poroznosti (postotak otvorenog prostora u stijeni) ili kemijskom sastavu Marsove unutrašnjosti. Međutim, Katayama i Akamatsu protumačili su te pukotine kao potencijalni dokaz za vodu unutar Marsovog podzemlja.

Kako bi provjerili svoju hipotezu, izmjerili su seizmičku brzinu koja prolazi kroz stijene s istom strukturom i sastavom tipične stijene Marsove kore u vlažnim, suhim i smrznutim uvjetima. Tipična marsovska stijena slična je dijabaznim stijenama iz Rydaholma u Švedskoj, zbog svojih zrna plagioklasa i ortopiroksena jednake veličine.

U laboratoriju su Katayama i Akamatsu izmjerili brzinu P-valova i S-valova pomoću piezoelektričnog pretvarača koji koristi električnu energiju kao izvor valova koji nadziru energiju seizmičkih valova na suhim, mokrim i smrznutim uzorcima dijabaza.

Eksperimentiranje je pokazalo da se seizmičke brzine suhih, mokrih i smrznutih uzoraka značajno razlikuju, što podupire tumačenje da bi granica na 10 km i 20 km mogla biti promjena iz suhe stijene u mokru stijenu.

Ovi laboratorijski eksperimenti podupiru hipotezu Katayame i Yuye da granica mjerena seizmičkim podacima ukazuje na prijelaz iz suhe stijene u mokru stijenu, a ne na promjenu poroznosti ili kemijskog sastava. Otkrića stoga pružaju uvjerljive dokaze o postojanju tekuće vode ispod površine Marsa. "Mnoga istraživanja ukazuju na prisutnost vode na drevnom Marsu prije nekoliko milijardi godina," objašnjava Katayama, "ali naš model ukazuje na prisutnost tekuće vode na današnjem Marsu."

Istraživanje Katayame i Akamatsua objavljeno je u časopisu Geology.