Bir çalışma, eski Mars’ın önemli ölçüde düşük yeraltı suyu dolum oranına sahip olduğunu ortaya koyuyor; bu da yüzeyinde su olduğuna dair kanıtlara rağmen, gezegenin su rejiminin Dünya’nınkinden çok farklı olduğunu gösteriyor. Çeşitli modelleme yöntemlerinden elde edilen bu bulgu, Mars’ın hidrolojik geçmişini anlamadaki zorlukları vurguluyor ve gelecekteki keşifler ve su kaynakları arayışı için çıkarımlar içeriyor. (Sanatçının konsepti.) Kredi: SciTechDaily.com
Araştırma antik olduğunu gösteriyor Mars Dünya’nın su dinamiklerinden büyük ölçüde farklı olan, iklimine ilişkin anlayışımızı etkileyen ve gelecekteki Mars görevlerine yardımcı olan minimum yeraltı suyu beslemesine sahipti.
Mars bir zamanlar ıslak bir dünyaydı. Kızıl Gezegenin jeolojik kayıtları, nehir deltalarından büyük sellerin yol açtığı vadilere kadar yüzeyde su aktığına dair kanıtlar gösteriyor.
Ancak yeni bir çalışma, eski Mars’ın yüzeyine ne kadar yağış düşerse düşsün, çok azının gezegenin güney dağlık bölgelerindeki yeraltı sularına sızdığını gösteriyor.
Austin’deki Texas Üniversitesi’nden bir yüksek lisans öğrencisi, bilgisayar modellerinden basit arka plan hesaplamalarına kadar çeşitli yöntemler kullanarak akifer için yeraltı suyu beslenme dinamiklerini modelleyerek bu keşfi yaptı.
Ağustos 2021’de Emirates Mars Misyonu tarafından çekilen gerçek renkli Mars. Kredi: Kevin M. Gill
Mars’ta Yeraltı Suyu Dolumu
Karmaşıklık derecesi ne olursa olsun, sonuçlar aynı yanıtta birleşti: yılda ortalama 0,03 milimetrelik çok küçük bir yeraltı suyu beslemesi. Bu, modelde yağmurun düştüğü her yerde, yılda yalnızca ortalama 0,03 milimetrenin akifere girebileceği ve bugün gezegende kalan yer şekillerini oluşturabileceği anlamına geliyor.
Karşılaştırma yapmak gerekirse, San Antonio’ya su sağlayan Trinity ve Edwards-Trinity Plateau akiferlerinin yıllık yeraltı suyu dolum oranı genellikle yılda 2,5 ila 50 milimetre arasında değişiyor; bu da araştırmacılar tarafından hesaplanan Mars akiferi yeniden dolum oranının yaklaşık 80 ila 1.600 katı.
Jackson Jeoloji Okulu’nda doktora öğrencisi olan baş yazar Eric Hiatt, bu kadar düşük yeraltı suyu akış oranlarının çeşitli potansiyel nedenleri olduğunu söyledi. Yağmur yağdığında, su çoğunlukla Mars yüzeyi boyunca akıntı olarak akmış olabilir. Veya çok fazla yağmur yağmamış olabilir.
Mars İklimi ve Keşiflere Etkileri
Bu bulgular, bilim adamlarının Mars’ın başlarında yağış üretebilecek iklim koşullarını sınırlamasına yardımcı olabilir. Ayrıca Kızıl Gezegen’de bugün Dünya’da mevcut olandan çok farklı bir su rejimi olduğunu öne sürüyorlar.
Hiatt, “Yeraltı suyunun o kadar büyük bir süreç olmaması, başka şeylerin de öyle olduğu anlamına gelebilir” dedi. “Bu, ikinci akışın önemini artırabilir veya Mars’ta o kadar fazla yağmur yağmadığı anlamına gelebilir. Ama bu bizim düşündüğümüzden temelde farklı [water] Yeryüzünde.”
Sonuçlar dergide yayınlandı İkarus. Makalenin ortak yazarları, Jackson Okulu’nda doktora öğrencisi olan Mohammad Afzal Shadab ve öğretim üyeleri Sean Gulick, Timothy Goudge ve Marc Hesse’dir.
Başyazar Eric Hiatt, UT Austin Jackson Yer Bilimleri Okulu’nda doktora öğrencisi ve Mars küresi. Katkıda bulunanlar: Austin’deki Texas Üniversitesi / Jackson Yer Bilimleri Okulu
Çalışmada kullanılan modeller, akifere su girişi ve çıkışının dengelendiği “kararlı durum” ortamında yeraltı suyu akışını simüle ederek çalışmaktadır. Bilim adamları daha sonra akışı etkileyen parametreleri (örneğin yağmurun nereye düştüğü veya kayanın ortalama gözenekliliği) değiştirdiler ve kararlı durumu korumak için diğer hangi değişkenlerin değişmesi gerektiğini ve bu yüklerin ne kadar makul olduğunu gözlemlediler.
Diğer araştırmacılar benzer teknikleri kullanarak Mars’taki yeraltı suyu akışını simüle etmiş olsa da, bu model, Hellas, Argyre ve Borealis havzalarında üç milyar yıldan fazla bir süre önce Mars yüzeyinde var olan okyanusların etkisini birleştiren ilk modeldir.
Çalışma aynı zamanda uydular tarafından toplanan modern topografik verileri de içeriyor. Hiatt, modern manzaranın hala gezegenin en eski ve en etkili topografik özelliklerinden birini koruduğunu söyledi; kuzey yarımküre (alçak alanlar) ile güney yarımküre (yaylalar) arasında “büyük ikilem” olarak bilinen aşırı yükseklik farkı. İkilem, yeraltı suyunun akiferden yüzeye yükseldiği geçmiş yeraltı suyu yükselişinin işaretlerini koruyor. Araştırmacılar, farklı model çıktılarını değerlendirmek için geçmişteki bu yükseliş olaylarının jeolojik işaretlerini kullandılar.
Farklı modeller arasında araştırmacılar, jeolojik kayıtlar hakkında bilinenlere en yakın şekilde yıllık ortalama yeraltı suyu dolum oranının 0,03 milimetre olduğunu buldu.
Araştırma sadece Kızıl Gezegenin geçmişini anlamakla ilgili değil. Bunun gelecekteki Mars keşifleri için de etkileri var. Hiatt, yeraltı suyu akışını anlamanın, bugün suyun nerede bulunabileceği konusunda bilgi sağlamaya yardımcı olabileceğini söyledi. İster antik yaşamın izlerini arıyor olun, ister insan kaşifleri ayakta tutmaya çalışıyor olun, ister Dünya’ya geri dönmek için roket yakıtı yapıyor olun, suyun büyük olasılıkla nerede olacağını bilmek çok önemlidir.
Referans: Eric Hiatt, Mohammad Afzal Shadab, Sean PS Gulick, Timothy A. Goudge ve Marc A. Hesse, 9 Eylül 2023, “Mars’ın başlarında güney dağlık akiferinin sınırlı yeniden doldurulması”, İkarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115774
Araştırma tarafından finanse edildi NASATeksas Üniversitesi Jeofizik Enstitüsü ve UT Gezegensel Yaşanabilirlik Merkezi.