Tyrimai rodo, kad tai yra senovės Marsas Jis turėjo minimalų požeminio vandens papildymą ir labai skyrėsi nuo vandens dinamikos Žemėje, o tai turėjo įtakos mūsų supratimui apie jos klimatą ir padėjo būsimoms Marso misijoms.

Marsas kažkada buvo drėgnas pasaulis. Raudonosios planetos geologiniai įrašai rodo, kad vanduo tekėjo paviršiumi – nuo ​​upių deltų iki didžiulių potvynių išraižytų slėnių.

Tačiau naujas tyrimas rodo, kad nesvarbu, kiek lietaus iškrito senovės Marse, į pietinėse planetos aukštumose esantį vandeningąjį sluoksnį jo mažai prasiskverbė.

Teksaso universiteto Ostine magistrantas padarė šį atradimą modeliuodamas vandeningojo sluoksnio požeminio vandens papildymo dinamiką įvairiais metodais – nuo ​​kompiuterinių modelių iki paprastų skaičiavimų.

Marsas tikromis spalvomis, užfiksuotas Emyratų Marso misijos 2021 m. rugpjūčio mėn. Nuotrauka: Kevin M. Gill

Požeminio vandens papildymas Marse

Nepriklausomai nuo sudėtingumo, rezultatai sutapo su tuo pačiu atsakymu – vidutiniškai 0,03 mm požeminio vandens papildymo per metus. Tai reiškia, kad visur, kur lietų modelyje, tik vidutiniškai 0,03 milimetro per metus būtų patekęs į vandeningąjį sluoksnį ir toliau formuotų likusias planetos paviršiaus formas.

Palyginimui, metinis Trinity ir Edwards Trinity vandeningųjų sluoksnių, tiekiančių vandenį San Antonijui, papildymo greitis paprastai svyruoja nuo 2,5 iki 50 milimetrų per metus arba maždaug 80–1600 kartų daugiau nei tyrėjų apskaičiuotas Marso vandeningojo sluoksnio pasipildymo greitis.

Tokio žemo požeminio vandens srauto priežastys gali būti įvairios, sakė pagrindinis autorius Ericas Hiattas, Džeksono geomokslų mokyklos doktorantas. Kai lyjo, vanduo daugiausia galėjo nuplauti Marso kraštovaizdį kaip nuotėkis. O gal lietaus visai nedaug.

Poveikis klimatui ir Marso tyrinėjimams

Šie rezultatai gali padėti mokslininkams apriboti klimato sąlygas, galinčias sukelti lietų ankstyvajame Marse. Jie taip pat rodo visiškai kitokią vandens sistemą Raudonojoje planetoje nei šiandien yra Žemėje.

„Tai, kad požeminis vanduo nėra didelis dalykas, gali reikšti, kad taip pat yra ir kitų dalykų“, – sakė Hiattas. „Tai gali perdėti nuotėkio svarbą arba tai gali reikšti, kad Marse lijo ne tiek daug. Tačiau tai iš esmės skiriasi nuo to, kaip mes apie tai galvojame.” [water] Ant žemės.”

Rezultatai buvo paskelbti žurnale Ikaras. Šio dokumento bendraautoriai yra Muhammad Afzal Shadab, Džeksono mokyklos doktorantas, ir fakulteto nariai Seanas Gulickas, Timothy Goode'as ir Markas Hessas.

Pagrindinis autorius Ericas Hiattas, UT Ostino Džeksono geomokslų mokyklos doktorantas, turintis Marso gaublį. Kreditas: Teksaso universitetas, Ostino / Džeksono geomokslų mokykla

Tyrime naudojami modeliai veikia imituojant požeminio vandens tėkmę „pastovėjusioje“ aplinkoje, kur vandens įtekėjimas į vandeningąjį sluoksnį ir nutekėjimas yra subalansuoti. Tada mokslininkai keitė veiksnius, turinčius įtakos srautui, pavyzdžiui, kur iškrito lietus arba vidutinis uolienų poringumas, ir stebėjo, kokie kiti kintamieji turėtų keistis, kad išlaikytų pastovią būseną, ir kiek tikėtini tie krūviai.

Nors kiti tyrinėtojai imitavo požeminio vandens srautą Marse, naudodami panašius metodus, šis modelis yra pirmasis, į kurį įtraukta daugiau nei prieš tris milijardus metų Marse egzistavusių vandenynų Hellas, Argyri ir Borealis baseinuose įtaka.

Į tyrimą taip pat įtraukti naujausi topografiniai duomenys, surinkti palydovu. Hiattas teigė, kad šiuolaikiniai kraštovaizdžiai vis dar išlaiko vieną iš seniausių ir įtakingiausių topografinių ypatybių planetoje – didžiulį aukščių skirtumą tarp šiaurinio pusrutulio – žemumų – ir pietinio pusrutulio – aukštumų – vadinamo Didžiąja takoskyra. Šis padalinys išlaiko požymius, kad dugno vanduo kilo į paviršių praeityje, nes požeminis vanduo kilo iš vandeningojo sluoksnio į paviršių. Tyrėjai naudojo geologinius praeities pakilimo įvykių žymenis, kad įvertintų įvairių modelių rezultatus.

Taikydami įvairius modelius mokslininkai nustatė, kad vidutinis požeminio vandens pasipildymo greitis yra 0,03 milimetro per metus, o tai labai atitinka tai, kas žinoma iš geologinių įrašų.

Paieškos neapsiriboja tik Raudonosios planetos praeities supratimu. Tai taip pat turi įtakos būsimiems Marso tyrinėjimams. Požeminio vandens srauto supratimas gali padėti nustatyti, kur šiandien rasti vandens, sakė Hiattas. Nesvarbu, ar ieškote senovės gyvybės ženklų, ar bandote palaikyti žmonių tyrinėtojus, ar gaminate raketų kurą, kad sugrįžtumėte į Žemę, labai svarbu žinoti, kur greičiausiai yra vandens.

Nuoroda: „Ribotas Pietų aukštumų vandeningojo sluoksnio papildymas ankstyvajame Marse“, autorius Ericas Hiattas, Muhammadas Afzalas Shadabas, Seanas P. S. Gulickas, Timothy A. Jude'as ir Markas A. Hesenas, 2023 m. rugsėjo 9 d. Ikaras.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

Tyrimą finansavo NASATeksaso universiteto Geofizikos institutas ir UT planetų gyvenimo centras.