Mars był kiedyś bardziej podobny do Ziemi niż dzisiaj

Piaszczysta pustynia

Mars to planeta, która ostatnio nie opuszcza naukowych nagłówków. Czy to za sprawą lądujących tam kolejnych łazików i sond po doniesienia dotyczące postępów w przygotowaniach do ewentualnych lotów załogowych, Mars jest zdecydowanie tą planetą w układzie słonecznym, której poświęcamy najwięcej uwagi. Dzieje się tak, nie tylko ze względu na to, że jest dość blisko od Ziemi (w porównaniu z innymi planetami), ale też ze względu na jego cechy, które sprawiają, że jest stosunkowo podobny do naszej planety. Oczywiście na tyle, na ile może być do niej podobna planeta pozbawiona życia, tlenu w atmosferze i na której potrafią szaleć huragany i burze piaskowe obejmujące całą powierzchnię planety. 
W ciągu ostatnich kilku dekad naukowcy dowiedzieli się wiele o historii Marsa, co zmieniło również ten pogląd. Teraz wiemy, że choć Mars może być obecnie bardzo zimny, bardzo suchy i bardzo niegościnny, nie zawsze tak było. Co więcej, zauważyliśmy, że nawet w swojej obecnej formie, Mars i Ziemia mają wiele wspólnego. Przede wszystkim, między tymi dwiema planetami istnieją podobieństwa w rozmiarze, nachyleniu, strukturze, składzie, a nawet obecności wody na ich powierzchniach. Zamiast jednak wymieniać encyklopedyczne fakty o wielkości i składzie planet, ciekawiej jest przyjrzeć się przeszłości Marsa, bowiem kiedyś mógł być on znacznie bardziej podobny do Ziemi. Niektórzy naukowcy, na podstawie danych zebranych przez dziesięciolecia dzięki różnym misjom marsjańskich sond i łazików, malują obraz płytkiego, wodnego morza pokrywającego większą część Czerwonej Planety. Ale to było prawdopodobnie około 4 miliardów lat temu. Od tego czasu wiele się zmieniło, a naukowcy wskazują na zubożoną atmosferę planety jako winowajcę. Kiedyś atmosfera Marsa mogła mieć inny skład i prawdopodobnie była wystarczająco gęsta, aby utrzymać - to znaczy zapewnić ciśnienie atmosferyczne i temperaturę - ocean ciekłej wody.

Dlaczego marsjańska atmosfera tak bardzo się zmieniła?

Naukowcy muszą więc zadać sobie podstawowe pytanie: „Jak szybko marsjańska atmosfera się rozrzedziła, kiedy to się stało i dlaczego?" - mówi Christopher Edwards z Narodowej Agencji ds. Badań Geologicznych w USA. Rozszyfrowanie tej historii jest trochę jak zbieranie kawałków układanki bez znajomości obrazu, jaki ma z nich powstać. Jedno z badań opublikowanych w zeszłym tygodniu znalazło wskazówkę, że starożytna atmosfera Marsa mogła być bogata w tlen. Tlen zawarty w związku chemicznym, którym jest tlenek manganu. Na Ziemi, związek ten tworzy się w wilgotnych, bogatych w tlen środowiskach, więc autorzy badania sugerują, że ciekła woda i bogata w tlen atmosfera odegrały rolę w tworzeniu się tych osadów na Marsie. Inny zespół badaczy zauważył dziwne fale w piasku na Marsie. Te fale nie były podobne do żadnych innych widzianych na Ziemi i wydają się być unikalne dla Czerwonej Planety. Co piaskowe fale mogą powiedzieć o starożytnej atmosferze na Marsie? Analiza naukowców sugeruje, że cienka atmosfera tej planety zmieniła sposób, w jaki wiatry poruszają się w niej i wchodzą w interakcję z powierzchnią pokrytą piaskiem, tworząc charakterystyczne wydmy dzisiaj i przeradzając się w skały, takie jak te sprzed 3,7 miliarda lat, które badamy dzisiaj.
Omawiane fale mogą więc pomóc wskazać, kiedy Mars mógł utracić znaczną część swojej atmosfery. Ale gdzie ta atmosfera się podziała? Ponieważ Mars jest mniejszy od Ziemi, prawdopodobnie trudniej było tej planecie utrzymać się pod ochronnym kocem atmosfery. Bez wystarczająco silnego przyciągania grawitacyjnego utrzymującego atmosferę przy planecie, promieniowanie słoneczne (czyli pędzące przez kosmos cząsteczki wysyłane przez Słońce) prawdopodobnie pozbawiło Marsa atmosfery. Tak naprawdę, marsjańska atmosfera wciąż ucieka.

Tam wciąż jest woda  - czasami nawet płynna!

Na Marsie była też i wciąż jest obecna woda! Rdzawe skały Marsa (skąd jego przydomek - „Czerwona Planeta” oraz nazwa - Mars był bogiem wojny, a czerwień kojarzy się z krwią) świadczą o przeszłości pełnej wody. Na Marsie jest pełno głębokich dolin, wyschniętych koryt jezior i rzek w których znajdują się gładkie kamienie - otoczaki, takie jakie powstają na Ziemi w środowiskach, w których płynie woda. Naukowcy od dawna uważali, że ciepły i wilgotny okres na Marsie był stosunkowo krótki, jednak badania sugerują, że rzeki wody mogły tam istnieć znacznie dłużej niż wcześniej sądzono. Co więcej, woda płynęła po powierzchni Marsa na całej jego powierzchni między 3,8 a 2 miliardów lat temu. Krążąca na orbicie Marsa sonda High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), dostarczyła danych i niezwykle dokładnych obrazów powierzchni planety, dzięki którym badacze przeanalizowali cechy ponad 200 starożytnych koryt rzecznych. Na podstawie rozmiarów kanałów, ich kształtu oraz względnego wieku otaczającego je terenu, zespół odkrył coś, co wydaje się być trwałym i późnym okresem spływu cieczy.
Jeden z obecnych na powierzchni Marsa łazików - Curiosity, który jest tam od 2012 r. dostarczył już wcześniej niezbitych dowodów na to, że na Marsie płynęła kiedyś woda. Wykorzystując dane z łazika Curiosity, zespół z NASA ustalił, że dawno temu woda pomogła zdeponować osady w kraterze Gale. Osad ten odkładał się w postaci warstw, które stworzyły fundamenty pod górę Sharp, góry znajdującej się dziś w środku krateru. „Obserwacje z łazika sugerują, że seria licznych strumieni i jezior istniała w pewnym momencie między około 3,8 a 3,3 miliarda lat temu, dostarczając osady, które powoli budowały niższe warstwy góry Sharp", powiedział Ashwin Vasavada, naukowiec NASA. Odkrycia opierają się na wcześniejszych pracach, które sugerowały istnienie starożytnych jezior na Marsie i dodają bardzo wiele nowej wiedzy do rozwijającej się historii mokrego Marsa, zarówno w przeszłości, jak i obecnie. Wyniki badań z łazika Curiosity wskazują, że te bardziej wilgotne scenariusze marsjańskiej przeszłości były poprawne dla niższych części góry Sharp. W oparciu o nową analizę, wypełnienie przynajmniej dolnych warstw góry nastąpiło głównie przez starożytne rzeki i jeziora w okresie krótszym niż 500 milionów lat. Dziś woda na Marsie jest tuż pod cienką powierzchnią gruntu w postaci lodu. Czasami, gdy temperatura na to pozwala (zdarza się że na Marsie jest około 20 st. Celsjusza) lód miejscowo topnieje i płynna woda spływa po tamtejszych zboczach. 

„To, co myśleliśmy, że wiemy o wodzie na Marsie, jest ciągle wystawiane na próbę", powiedział Michael Meyer, główny naukowiec Programu Eksploracji Marsa NASA. „Jest jasne, że Mars sprzed miliardów lat bardziej przypominał Ziemię niż dzisiaj. Naszym wyzwaniem jest dowiedzieć się, jak ten bardziej czysty Mars był w ogóle możliwy, i co stało się z tym bardziej wilgotnym Marsem."