Πάγοι στην Αρειανή επιφάνεια

Πηγή: ESA, 21 Ιανουαρίου 2006

Φωτογραφίες της επιφάνειας του Άρη παρουσιάζουν θεαματικά αποδεικτικά στοιχεία ότι υπήρχαν κάποτε παγετώνες και έφυγαν κάποια στιγμή από την επιφάνειά του. Δεδομένου ότι ο κόκκινος πλανήτης είναι πολύ ξηρός, από πού προήλθαν λοιπόν οι παγετώνες;

Οι επιστήμονες σκέφτονται ότι η κλίση του Άρη ως προς τον ήλιο αλλάζει πολύ γρήγορα, και ότι υπήρξε μια εποχή πριν μερικά μόνο εκατομμύρια χρόνια που τμήματα του πλανήτη έγιναν πολύ θερμότερα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Οι παγετώνες αυτοί θα μπορούσαν λοιπόν να σχηματιστούν στις πλευρές των μεγαλύτερων βουνών του πλανήτη, και να αποκτήσουν πάχος αρκετών μέτρων μετά από μερικές χιλιάδες χρόνια.

Παγωμένοι Αρειανοί παγετώνες - άποψη των διαμορφωμένων κρατήρων σαν "κλεψύδρες"

Αυτή η διεθνής ομάδα επιστημόνων έχει παραγάγει περίπλοκες προσομοιώσεις του κλίματος του Άρη που προτείνουν ότι γεωλογικά πρόσφατοι παγετώνες στα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη (που είναι κοντά στον ισημερινό) μπορεί να είχαν σχηματιστεί μέσω της ατμοσφαιρικής καθίζησης των σωματιδίων του παγωμένου νερού μέσα εκεί.

Επιπλέον, τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων παρουσιάζουν για πρώτη φορά ότι οι προβλεφθείσες θέσεις για αυτούς τους παγετώνες ταιριάζουν πάρα πολύ με πολλά από τα κατάλοιπα των παγετώνων που παρατηρούνται σήμερα σε αυτά τα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη στον Άρη.

Για αρκετά χρόνια, η παρουσία, η ηλικία και η μορφή αυτών των κατάλοιπων των παγετώνων έχουν δημιουργήσει πολυάριθμα ερωτήματα στην επιστημονική κοινότητα για το σχηματισμό τους, και για τις συνθήκες πάνω στον πλανήτη όταν συνέβησαν αυτά.

Για να αρχίσουν να περιορίζουν τον αυξανόμενο αριθμό των υποθέσεων, μια ομάδα που καθοδηγήθηκαν από τον Francois Forget, του Πανεπιστημίου VI του Παρισιού και ειδικός επιστήμονας για την αποστολή του Mars Express της ESA, αποφάσισαν "να γυρίσουν πίσω το ρολόι" στο Αρειανό πλανητικό υπολογιστικό μοντέλο του κλίματος του, ένα εργαλείο που εφαρμόστηκε για να μιμηθεί τη λεπτομέρεια της σημερινής μετεωρολογίας του Άρη.

Για αφετηρία, ο Forget  και οι συνάδελφοι έπρεπε να κάνουν μερικές υποθέσεις - ότι το κάλυμμα του βόρειου πόλου ήταν ακόμα η δεξαμενή του πάγου του πλανήτη και ότι ο άξονας περιστροφής είχε κλίση 45 μοίρες με το τροχιακό επίπεδο του πλανήτη.

"Η κλίση αυτή κάνει τον άξονα πιο πλάγιο από ότι είναι σήμερα (σήμερα είναι περίπου 25ο), αλλά μια τέτοια απόκλιση είναι πιθανώς πολύ συνηθισμένη σε όλη την ιστορία του Άρη. Στην πράξη, αυτή η κλίση τελευταία εμφανίστηκε πριν 5,5 εκατομμύρια χρόνια μόνο", λέει ο Forget.

Όπως αναμένεται με μια τέτοια μεγάλη κλίση τότε, ο μεγαλύτερος ηλιακός φωτισμός κατά το καλοκαίρι στο βόρειο πόλο αύξησε την εξάχνωση του πολικού πάγου και οδήγησε σε έναν κύκλο του νερού πολύ πιο έντονο από σήμερα.

Οι προσομοιώσεις λοιπόν έδειξαν υδάτινο πάγο να συσσωρεύεται με ένα ρυθμό 30 έως 70 χιλιοστόμετρα ετησίως σε μερικές εντοπισμένες περιοχές στις πλευρές των Όρων των Ηλυσίων, του Ολύμπου και των τριών ηφαιστείων Tharsis Montes.

Μετά από μερικές χιλιάδες χρόνια, έδειξαν οι προσομοιώσεις, ο συσσωρευμένος αυτός πάγος θα σχημάτιζε παγετώνες πάχους έως αρκετών εκατοντάδων μέτρων.

Όταν η ομάδα σύγκρινε τη θέση και τη μορφή των "προσομοιούμενων" παγετώνων με τις πραγματικές αποθέσεις των παγετώνων του Tharsis - μία από τις τρεις κύριες περιοχές στον πλανήτη όπου φαίνονται τα σημάδια των παγετώνων - βρήκαν μια άριστη συμφωνία.

Ειδικότερα, προβλέπεται ότι η μέγιστη απόθεση θα ήταν στα δυτικά πλευρά του Arsia και του Pavonis Montes της περιοχής Tharsis, και  πραγματικά βρίσκονται εκεί όπου παρατηρούνται σήμερα οι μεγαλύτερες αποθέσεις..

Στις προσομοιώσεις τους, η ομάδα θα μπορούσε ακόμη και να "διαβάσει" γιατί και πώς ο πάγος συσσωρεύτηκε στα πλευρά αυτών των βουνών στην περιοχή Tharsis  εκατομμύρια έτη πριν.

Στο παρελθόν πάλι,  χρονικά σταθεροί άνεμοι παρόμοιοι με τους μουσώνες στη γη θα ευνοούσαν την προς τα πάνω μετακίνηση του αέρα πλούσιου σε νερό γύρω από το Arsia και το Pavonis Montes.

Ενώ ο πλανήτης ψυχόταν δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν, το νερό θα συμπυκνωνόταν στον αέρα και θα σχημάτιζε σωματίδια πάγου (μεγαλύτερα από αυτά που παρατηρούμε σήμερα στα σύννεφα της περιοχής Tharsis) που εγκαταστάθηκαν στην επιφάνεια.

Άλλα βουνά, όπως το Όρος Όλυμπος παρουσιάζουν μικρότερου μεγέθους αποθέσεις επειδή, σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, εκτέθηκαν σε ισχυρούς ανέμους τύπου μουσώνων και σε αέρα πλούσιο σε νερό μόνο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο βόρειο ημισφαίριο.

"Το παγωμένο κάλυμμα στο βόρειο πόλο μπορεί να μην ήταν πάντα η μόνη πηγή του νερού κατά τη διάρκεια των περιόδων υψηλής κλίσης του άξονα του πλανήτη", προσθέτει ο Forget.

"Έτσι τρέξαμε τις προσομοιώσεις υποθέτοντας ότι ο πάγος ήταν διαθέσιμος και στο κάλυμμα του νότιου πόλου. Μπορούσαμε ακόμα να δούμε τη συσσώρευση του πάγου στην περιοχή Tharsis, αλλά αυτή τη φορά επίσης και στα ανατολικά της λεκάνης Ελλάς, που είναι ένας βαθύς κρατήρας έξι χιλιομέτρων".

Αυτό θα εξηγούσε την προέλευση μιας άλλης σημαντικής περιοχής, όπου περιοχές συσχετισμένες με τον πάγο παρατηρούνται και σήμερα, στην ανατολική λεκάνη Ελλάς.

"Η λεκάνη Ελλάς είναι στην πραγματικότητα τόσο βαθιά ώστε να μπορεί να προκληθεί ένας βορειοδυτικός άνεμος στην ανατολική πλευρά της που θα έφερνε το μεγαλύτερο μέρος του υδρατμού που εξαχνώνεται από το Νότιο Πόλο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Όταν ο άνεμος πλούσιος σε υδρατμούς συναντά ψυχρότερες αέριες μάζες πάνω από την ανατολική Ελλάδα, το νερό συμπυκνώνεται, κατακρημνίζεται, και σχηματίζονται οι παγετώνες", αναφέρει ο Forget.

Εντούτοις, η ομάδα δεν μπορούσε να προβλέψει την απόθεση πάγου στην περιοχή Deuterolinus-Protonilus Mensae, όπου οι παγετώνες κατάφεραν να σχηματίστηκαν με άλλους μηχανισμούς. Οι επιστήμονες εξετάζουν διάφορες άλλες υποθέσεις για το σχηματισμό αυτών των πρόσφατων παγετώνων.

Παραδείγματος χάριν, οι παρατηρήσεις στο όρος Όλυμπος από τη φωτογραφική κάμερα υψηλής ανάλυσης στο διαστημόπλοιο Mars Express υποδεικνύουν ότι η μετακίνηση του νερού από το υπέδαφος στην επιφάνεια λόγω της υδροθερμικής δραστηριότητας μπορεί να είχε οδηγήσει στην ανάπτυξη των παγετώνων στην ψυχρή επιφάνεια.

Αριστερά: Το διαστημικό σκάφος Mars Express της ESA, που είναι σε τροχιά γύρω από τον Άρη, έχει χρησιμοποιήσει το Προηγμένο Ραντάρ για την Εξερεύνηση του Υπεδάφους του Άρη και την Ιονόσφαιρα (Marsis), για να βρει τι βρίσκεται κάτω από το ερημικό τοπίο του κόκκινου πλανήτη.

Στα συμπεράσματα που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Science, οι ερευνητές ανέφεραν ότι ένα στρώμα του πάγου κοντά στον Αρειανό βόρειο πόλο ήταν εξαιρετικά καθαρό και βάθους περίπου  ενάμισι χιλιόμετρο. Δεν υπήρξε όμως καμία ζώνη υγρού νερού, εντούτοις, υπάρχει νερό στο κατώτατο σημείο του στρώματος του πάγου, όπως συμβαίνει και στους γήινους παγετώνες.

Ο πάγος θεωρήθηκε σχεδόν καθαρός, μολυσμένος μόνο κατά 2% από σκόνη. Κάτω από τον πάγο υπάρχει στρώμα άμμου ενώ το στρώμα του πάγου εντοπίζεται σε μια σχεδόν κυκλική υπόγεια λεκάνη, πλάτους 250 χλμ. και πιστεύεται ότι σχηματίστηκε από τις ογκώδεις εκροές νερών από τις βόρειες περιοχές του πλανήτη.

Η λεκάνη αυτή είναι τουλάχιστον κατά ένα μέρος γεμάτη με υλικό πλούσιο σε πάγο. Και είναι έκπληξη επειδή βρίσκεται σε μια ήπιας θερμοκρασίας περιοχή, που λέγεται Chryse Planitia, και στην οποία δεν φαίνεται να έχει πάγο στην επιφάνεια της.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι εφόσον ο πάγος συγκεντρώθηκε εκεί, θα μπορούσε να διατηρηθεί ακόμη και για δισεκατομμύρια χρόνια και αναρωτιούνται αν θα μπορούσε να αποτελεί βιότοπο για μικροβιακή ζωή.

Οι επιστήμονες λένε ότι δεν έχουν βρει μέχρι τώρα "κανένα πειστικό στοιχείο ότι κάτω από την επιφάνεια υπάρχει υγρό νερό" στον Άρη αλλά θα αρχίσουν μια σοβαρή αναζήτηση του την επόμενη άνοιξη. Βεβαίως έχουν παρατηρήσει σημαντικά ποσά νερού υπό μορφή πάγου.

Επιπλέον, μια δεύτερη ομάδα επιστημόνων, χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο υπέρυθρων ακτίνων ονόματι OMEGA, ανακάλυψε ορυκτά που συνδέονται άμεσα με την παρουσία νερού, καθώς σχηματίζονται μόνο όταν βασαλτικά ηφαιστειογενή πετρώματα βρεθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο νερό. Το τι απέγινε τελικά το νερό του Άρη είναι ένα από τα μεγάλα ερωτήματα που βασανίζουν τους επιστήμονες, που εξερευνούν τον πλανήτη.

Σύμφωνα με την επικρατούσα θεωρία, πριν από 3,5 δισ. χρόνια ο Άρης έχασε, για άγνωστο λόγο, το μαγνητικό του πεδίο, το οποίο τον προστάτευε από την ηλιακή ακτινοβολία. Χωρίς αυτό έχασε σταδιακά την πυκνή, αποτελούμενη από διοξείδιο του άνθρακα, ατμόσφαιρά του και οι ωκεανοί του εξατμίστηκαν, αφήνοντας μόνον υπολείμματα πάγου. Ωστόσο η εξεύρεση νερού, έστω και με τη μορφή πάγου, θα μας βοηθήσει να καταλήξουμε στο συμπέρασμα αν ο Άρης φιλοξενούσε κάποτε μορφές ζωής ή, ενδεχομένως, αν φιλοξενεί ακόμη υπό τη μορφή μικροβίων. Επιπλέον, τα αποθέματα πάγου θα ήταν ζωτικής σημασίας για μια επανδρωμένη αποστολή στον κόκκινο Πλανήτη.