W poniedziałek, na sensacyjnej konferencji, wiadomość o odkryciu na Marsie wody w jej ciekłej postaci, pędzącej w dół zboczy, „eksplodowała”. To stwierdzenie sprawiło, że cały świat zwrócił się do Czerwonej Planety ... jeszcze raz. Na konferencji naukowcy przedstawili dowody potwierdzające istnienie wody (w postaci płynnej) na powierzchni osuszonej planety. Zamienia pozornie pusty świat w prawdziwą oazę. W każdym razie takie było znaczenie nagłówków gazet.
Oczywiście, woda została znaleziona wcześniej na Marsie. Wiemy, że woda w stanie związanym znajduje się w marsjańskim regolicie, że jest zamknięta w czapach lodowych marsjańskich gór i w rezerwach lodu pod powierzchnią. Wiemy również, że rzeki kiedyś płynęły na Marsie, a jeziora i całe morza zostały wypełnione wodą. W ostatnich latach armada naziemnych stacji orbitalnych, modułów lądowania i łazików zrewolucjonizowała nasze rozumienie tego sąsiada Ziemi. Ale tym razem marsjańska sonda orbitalna przeprowadziła złożone pomiary tego, co okazało się sezonowymi przepływami ciekłej wody na powierzchni współczesnego Marsa. Ponadto zjawisko to występuje w skali globalnej.
To może być najbardziej znaczące odkrycie związane z wodą marsjańską, ale jednocześnie najbardziej przerażające. Żałuje, że woda na Marsie w ogóle istnieje.
Follow the Waters
Wróćmy na chwilę na Ziemię. Dziś Ziemia jest jedyną planetą we Wszechświecie, istnieniem życia, o którym wiemy na pewno. Jest w uprzywilejowanej pozycji względem słońca. Obszar ten nazywany jest „strefą zamieszkiwania”. Charakteryzuje się tym, że odległość do najbliższej gwiazdy pozwala wodzie na płynny stan. I to jest klucz do „Ziemskiej wersji” (™) życia. Wszystkie formy tego życia, o ile wiemy, w taki czy inny sposób wykorzystują płynną wodę w swoim metabolizmie. Gdzie jest woda, tam jest życie. Ale czy ta logika działa w innych światach Wszechświata? Czy działa na innych planetach lub księżycach naszego układu słonecznego? Czy działa na Marsie?
Do niedawna jedynymi zaobserwowanymi formami istnienia wody na Marsie były jej stan gazowy lub stały. Atmosfera planety jest zbyt zimna i zbyt rzadka, aby utrzymać istnienie wody w stanie ciekłym (przynajmniej na powierzchni). Nie zawsze tak było. We wczesnych stadiach ewolucji układu słonecznego Mars był niebieską planetą. Jeszcze przed tym była Ziemia. Kiedyś miał gęstą atmosferę. Ale w starożytności na Marsie coś się stało, a to coś „wyłączyło” wewnętrzne dynamo, które wygenerowało globalne pole magnetyczne. Utraciwszy magnetosferę, Mars umieścił atmosferę swojej planety pod niszczącym wpływem wiatru słonecznego. A planeta została głęboko zamrożona.
Woda na powierzchni Marsa jest zamrożona lub sublimowana (zamieniana z pary w lód, z pominięciem fazy ciekłej). Część pary wodnej rozproszona w przestrzeni. Ogromne rezerwy wody okazały się najprawdopodobniej zamknięte pod powierzchnią w postaci lodu, na obszarach wiecznej zmarzliny lub zalegały w czapach lodowych gór. Stały się zamrożonymi artefaktami pełnej niegdyś wilgoci świata. Jednak w 2011 r. Eksperci, analizując dane marsjańskiej sondy orbitalnej, poinformowali o wykryciu dziwnych sezonowych ciemnych pasów, które pojawiają się na ogrzewanych słońcem marsjańskich stokach na południowej półkuli. A potem, używając danych pośrednich, naukowcy po raz pierwszy związali „powtarzające się linie na stokach” (PLS lub RSL) ze strumieniami ciekłej wody na powierzchni Marsa.
Niedawno (w ciągu jednego tygodnia z prezentacją filmu „Marsjanin” z Mattem Damonem) założenie to zostało potwierdzone. Używając spektrometru zainstalowanego na sondzie orbitalnej, wykryto linie spektralne uwodnionej soli w ciemnych liniach RSL. Odkrycie to było potwierdzeniem, że ciemne linie są rzeczywiście strumieniami wody, które są w stanie ciekłym, ale tylko przesycone solami. Oznacza to, że mamy solankę nadchloranową. To niesamowita wiadomość. Potwierdza to, że dzisiaj na powierzchni Marsa jest płynna woda. Jest jednak całkiem możliwe, że nie powinno to zadowolić przyszłych badaczy. W rzeczywistości może stanowić dla nich śmiertelne niebezpieczeństwo.
Marsjański środek przeciw zamarzaniu
Za szumem wywołanym w prasie trudno sobie wyobrazić, że obecność wody na Marsie może wyglądać jak zła wiadomość. Ale dla hipotetycznych astronautów przyszłości woda niekoniecznie jest zbawieniem. W każdym razie jest mało prawdopodobne, że wypiją go ze źródeł.
W latach siedemdziesiątych NASA wysłała dwie automatyczne stacje Wikingów do eksploracji Marsa. Celem modułów lądowania było poszukiwanie życia. Te pierwsze roboty zostały przeprowadzone eksperymenty na badaniu lokalnej gleby. Jedno z eksperymentów opracowanych w celu określenia oznak metabolizmu bakterii marsjańskich dało pozytywne wyniki. Po dodaniu substancji odżywczych do marsjańskich próbek regolitu odnotowano emisję gazu. Takiej reakcji można oczekiwać od mikroskopijnych form życia, które zaczynają się dramatycznie rozwijać, jak tabletka musująca wrzucona do wody. Jednak w tym czasie eksperyment uznano za błąd, ponieważ później nie znaleziono śladu związków organicznych w tej samej próbce.
Tak więc program Vikinga nie mógł jednoznacznie określić, czy na Marsie istnieje życie. Dlatego finansowanie dalszych eksperymentów w tym kierunku stało się bardziej skomplikowane. Ale w związku z nowymi odkryciami jest całkiem możliwe, że następujące misje będą musiały ponownie szukać „środowiska nadającego się do zamieszkania” w przeszłości lub teraźniejszości planety.
W 2008 r. Pojazd zjazdowy Phoenix, pochodzący z arktycznego regionu Marsa, dokonał nowego przełomu w badaniach. Nadchlorany znaleziono na powierzchni planety. Są to niezwykle toksyczne substancje chemiczne, które są wykorzystywane w różnych procesach przemysłowych na Ziemi. W szczególności mogą to być środki utleniające w paliwie rakietowym. Co ciekawe, w tym przypadku można je porównać z solą, której usługi miejskie są rozrzucone na chodnikach w chłodne dni, aby obniżyć temperaturę zamarzania wody. W miastach ta metoda jest często stosowana do zapobiegania oblodzeniu dróg. Nadchlorany są bardzo aktywnymi związkami, obniżają temperaturę zamarzania wody do poziomu odpowiadającego zimnemu marsjańskiemu klimatowi. Oznacza to, że tworzą środek przeciw zamarzaniu naturalnego pochodzenia. Stacja Phoenix uzupełniła odkrycie nadchloranów imponującymi obrazami kropli solanki bogatej w nadchloran w module lądowania. Znacznie później odkrycie Feniksa zostało potwierdzone przez łazika Curiosity Martian, który przeprowadził badania w regionie równikowym (wewnątrz krateru Gail), również bogatym w nadchlorany.
Ciemne (i jasne) strony nadchloranów
Ponieważ nadchlorany są silnymi środkami utleniającymi, po podgrzaniu mogą zniszczyć każdy związek organiczny. Teraz wiemy, że Czerwona Planeta pokryta jest zarówno nadchloranami, jak i związkami organicznymi (co zostało również potwierdzone przez Curiosity). Może powinniśmy przejrzeć wyniki starego eksperymentu Vikinga? Głównym powodem, dla którego Viking nie mógł potwierdzić istnienia życia na Marsie, był brak związków organicznych w próbkach. Ale w 1970 roku nie wiedzieliśmy nic o nadchloranach. Jest całkiem możliwe, że podczas eksperymentu po prostu wysterylizowali próbkę. To ciekawe założenie.
Nadchlorany są bardzo toksyczne dla ludzi. Nawet w małych dawkach mogą powodować bardzo duże problemy (powodować choroby tarczycy). Są również uważane za silny czynnik rakotwórczy. Ale Mars jest bogaty w nadchlorany. Możliwe, że staną się głównym zagrożeniem dla przyszłej eksploracji Marsa, przekraczając nawet promieniowanie. Ich odkażanie będzie głównym zadaniem. Mars jest w większości bardzo suchym światem i bardzo zakurzony. Wiadomo, że pył ten w większości składa się z substancji niebezpiecznych. Jest mało prawdopodobne, że przyszli astronauci będą chcieli oddychać takim powietrzem, jeśli najbliższy szpital musi podróżować wiele milionów mil.
Oczywiście nie neguje to perspektywy dalszej eksploracji Marsa, ale trochę komplikuje zadanie. W rzeczywistości mamy szczęście, że roboty badawcze odkryły wcześniej toksyczny składnik. Teraz możemy lepiej przygotować się do ochrony. Nawet na Ziemi istnieją mikroorganizmy, które wykorzystują nadchlorany do energii. I ten fakt może być wystarczającym warunkiem, aby wysłać ekspedycję na Marsa, pomimo niebezpieczeństwa. Jak podkreślali naukowcy podczas ostatniej konferencji prasowej, jest mało prawdopodobne, abyśmy mogli wysłać roboty, aby potwierdzić to odkrycie. Stoki, na których odkryto to zjawisko, są bardzo strome, a lądowanie dowolnego pojazdu automatycznego na danym obszarze jest prawie niemożliwe (przynajmniej przy obecnym poziomie rozwoju technologii). Astrobiolodzy obecnie uważają te obszary za priorytet w poszukiwaniu życia na Marsie. Dlatego też innym problemem może być zanieczyszczenie, mikroorganizmy lądowe mogą wkradać się do tego obszaru w automatycznych pojazdach, a wyniki badań będą fałszywe. Ziemskie mikroorganizmy mogą nawet rozwijać i zaśmiecać cały region. Oczywiście trudno jest oszacować prawdopodobieństwo, że niektóre ziemskie bakterie poczują się jak w domu w trujących solankach marsjańskiej wody, ale nie będzie to prawidłowe, jeśli pierwsze organiczne życie znalezione na Marsie zostanie sprowadzone z Ziemi.
Badanie tych stoków będzie prawdopodobnie jednym z priorytetowych zadań załogowej wyprawy marsjańskiej, którą NASA planuje uruchomić pod koniec lat 20. lub na początku lat 30. XX wieku.
I choć źródło „powtarzających się linii nachylenia” jest wciąż nieznane, ich potencjał, jako miejsca narodzin życia, jest bardzo wyraźnie widoczny. Spróbujmy więc raz na zawsze ustalić, czy na Marsie istnieje życie. Opracujemy technologie, które pozwolą nam żyć na tej planecie. Być może te wody są zatrute. Ale nadal musisz podążać za wodami na marsjańskich stokach.
