Πίστωση εικόνας: NASA/JPL
Τα ρόβερ MER Spirit και Opportunity, που ταξιδεύουν τώρα στην επιφάνεια του Άρη, εξερευνούν μια γεωγραφία πιο ξηρή από την πιο ξηρή έρημο στη Γη. Παρά τα πολικά καλύμματα πάγου και τους ύποπτους θύλακες υγρού νερού κάτω από την επιφάνεια του Άρη, η ποσότητα νερού στον Άρη δεν είναι παρά ένα κουταλάκι του γλυκού σε σύγκριση με τα τεράστια υδάτινα αποθέματα της Γης. Γιατί ο Άρης είναι τόσο ξηρός;
Οι εσωτερικοί πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος – ο Άρης, η Γη, η Αφροδίτη και ο Ερμής – σχηματίστηκαν από τη συσσώρευση μικρών πετρωμάτων και σκόνης που στροβιλίζονταν γύρω από τον ήλιο στα πρώτα του χρόνια. Εάν η Γη και ο Άρης είναι φτιαγμένοι από την ίδια αστρόσκονη, θα έπρεπε να έχουν γεννηθεί με περίπου την ίδια αναλογία νερού.
Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι ο Άρης κάποτε ήταν πολύ υδαρής, αλλά έχασε τους ωκεανούς του λόγω της χαμηλής μάζας του πλανήτη. Αυτό, σε συνδυασμό με μια αραιή ατμόσφαιρα, επέτρεψε στο μεγαλύτερο μέρος του νερού στον Άρη να εξατμιστεί στο διάστημα.
Αλλά σύμφωνα με μια μελέτη του Jonathan Lunine του Σεληνιακού και Πλανητικού Εργαστηρίου στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ο Κόκκινος Πλανήτης ήταν ξηρός από την αρχή.
Ο Lunine, γράφοντας στο περιοδικό Icarus το 2003 με τους συναδέλφους John Chambers, Alessandro Morbidelli και Laurie Leshin, λέει ότι ο Άρης ήταν αρχικά ένα πλανητικό έμβρυο. Στην ουσία, ένα πλανητικό έμβρυο είναι ένας πολύ μεγάλος αστεροειδής που μπορεί να είναι τόσο μαζικός όσο ο Ερμής ή ο Άρης. Αυτό το έμβρυο πριν τον Άρη υπήρχε στη ζώνη των αστεροειδών, η οποία εκείνη την εποχή ήταν ευρύτερα διασκορπισμένη στο ηλιακό σύστημα, απλωμένη μεταξύ 0,5 και 4 AU από τον ήλιο. Σήμερα η κύρια ζώνη των αστεροειδών βρίσκεται περίπου στις 2 έως 4 AU, που βρίσκεται μεταξύ του Άρη (1,5 AU) και του Δία (5,2 AU).
Ο Lunine λέει ότι ο Άρης μεγάλωσε στο σημερινό του μέγεθος από συσσωρεύσεις μικρότερων αστεροειδών και κομητών. Λέει ότι η πιο μαζική Γη, σε σύγκριση, σχηματίστηκε κυρίως από μεγάλα πλανητικά έμβρυα που συγκρούονται μεταξύ τους.
«Τυχαία ο Άρης δεν χτυπήθηκε από γιγάντιους αστεροειδείς ενώ η Γη ήταν – ο τυχερός εναντίον του άτυχου πεζού», λέει ο Lunine. «Αλλά ο Άρης χτυπήθηκε από πολύ μικρότερα σώματα επειδή είναι τόσο πολλά».
Η Γη αυτή τη στιγμή περιφέρεται γύρω από τον ήλιο σε 1 AU. Ο Lunine λέει ότι τα πλανητικά έμβρυα σε αυτή την τροχιά δεν θα είχαν πολύ νερό. Στις αρχές της εξέλιξης του ήλιου, κατά τη διάρκεια του σχηματισμού των πλανητών, ο σκονισμένος δίσκος που περιέβαλλε το νεαρό αστέρι ήταν πολύ καυτός. Οι ενώσεις που φέρουν νερό δεν θα μπορούσαν να σχηματιστούν σε αυτόν τον δίσκο σε 1 AU.
Δεδομένου ότι ο Άρης είναι πιο μακριά από τον ήλιο από τη Γη, και πιο κοντά στις ψυχρότερες, «υγρές» περιοχές της ζώνης των αστεροειδών, θα φαινόταν λογικό ότι ο Άρης θα είχε γεννηθεί με περισσότερο νερό. Ωστόσο, ο Lunine λέει ότι ο Άρης πιθανότατα απέκτησε μόνο το 6 έως 27 τοις εκατό του ωκεανού της Γης (1 ωκεανός της Γης = 1,5 ~ 1021 kg).
Αυτό συμβαίνει επειδή μερικά από τα πλανητικά έμβρυα που τελικά αποτελούσαν τη Γη ήταν κορεσμένα με νερό. Ενώ το 90 τοις εκατό των εμβρύων που σχημάτισαν τη Γη προέρχονταν από την περιοχή 1 AU, και επομένως ξηρά, το 10 τοις εκατό ήταν από 2,5 AU και πέρα. Τα έμβρυα που προέρχονταν από αυτή την απόσταση θα είχαν μεγάλες προμήθειες νερού. Μικρότεροι αστεροειδείς που προέρχονται από αυτή την απόσταση θα συνέβαλαν επίσης στην παροχή νερού της Γης. Το πολύ, ο Lunine λέει ότι μόνο το 15 τοις εκατό του νερού της Γης προήλθε από κομήτες.
Ο Άρης, εν τω μεταξύ, είχε την κακή τύχη να γεννηθεί ως ενιαίος ξερός βράχος. Ο Άρης έλαβε τελικά λίγο νερό αργά στο παιχνίδι σχηματισμού, αφού ο πυρήνας του είχε ήδη σχηματιστεί και είχε σχεδόν φτάσει στη σημερινή του μάζα. Σύμφωνα με το σενάριο του Lunine, ο Δίας απέκτησε επίσης τη σημερινή του μάζα περίπου αυτή την εποχή. Στη συνέχεια, η βαρύτητα του Δία είτε ρουφούσε τους κοντινούς αστεροειδείς είτε τους έκανε να διασκορπιστούν προς τα έξω. Ο πρωτο-Άρης με κάποιο τρόπο γλίτωσε από τη μετατόπισή του από τη βαρύτητα του Δία, αλλά βομβαρδίστηκε από τους αστεροειδείς που δέσμευαν προς τα έξω.
«Οι κρούσεις μικρών αστεροειδών και κομητών αποτελούσαν έναν «όψιμο καπλαμά» που πρόσθεσε νερό στον Άρη, σε αντίθεση με την εικόνα για τη Γη όπου προστέθηκε νερό μέσω συγκρούσεων με έμβρυα μεγέθους Ερμή σε μια περίοδο ανάπτυξης περίπου δεκάδων εκατομμυρίων ετών. », γράφουν οι επιστήμονες.
Αν και ο Άρης δεν σχηματίζεται στο μοντέλο υπολογιστή τους, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό μπορεί να αντανακλά τη χαοτική φύση του πλανητικού σχηματισμού, όπου οι κατευθύνσεις των πλανητικών εμβρύων και των αστεροειδών είναι απρόβλεπτες και πολλά αποτελέσματα είναι πιθανά.
«Υπάρχει αρκετή τυχαιότητα που εμπλέκεται στην κατασκευή των επίγειων πλανητών, επομένως το να καταλήξουμε σε έναν Άρη που δεν έτυχε να συσσωρεύσει πολλούς πλανητικούς πλανητάρχες πλούσιους σε νερό είναι ένα πιθανό φαινόμενο», λέει ο Άλαν Μπος του Ινστιτούτου Carnegie της Ουάσιγκτον. «Αυτό μπορεί κάλλιστα να εξηγήσει την έλλειψη νερού στον σύγχρονο Άρη».
Τέτοιες διαφορές στον πλανητικό σχηματισμό θα μπορούσαν επίσης να συμβούν μεταξύ των εσωτερικών πλανητών άλλων ηλιακών συστημάτων. Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι γνωρίζουν για 104 αστέρια που έχουν πλανήτες σε τροχιά γύρω τους. Όλοι οι εξωηλικοί πλανήτες που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής είναι γίγαντες αερίων, αλλά φαίνεται πιθανό ότι και επίγειοι πλανήτες όπως ο Άρης και η Γη θα μπορούσαν επίσης να περιφέρονται γύρω από μακρινά αστέρια, παρόλο που δεν έχουμε ακόμη την τεχνολογία για να τους ανιχνεύσουμε.
Εάν ορισμένοι εσωτερικοί επίγειοι πλανήτες σχηματίζονται από συγκρούσεις πολλών πλανητικών εμβρύων, ενώ άλλοι είναι έμβρυα που συγκεντρώνουν μόνο υγρούς κομήτες και αστεροειδείς, τότε οι πλανήτες γύρω από αυτά τα άλλα αστέρια θα μπορούσαν να έχουν πολύ διαφορετικές ποσότητες νερού. Ο Lunine προτείνει ότι ο χρονισμός και ο σχηματισμός των αέριων γιγάντων πλανητών σε κάθε ηλιακό σύστημα θα παίξει σημαντικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία, όπως ακριβώς ο Δίας έχει επηρεάσει τον χαρακτήρα του δικού μας ηλιακού συστήματος.
Ο Lunine έχει επί του παρόντος μια εργασία στον Ίκαρο, με τον Tom Quinn και τον Sean Raymond του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, σχετικά με την πιθανή διακύμανση της αφθονίας του νερού για τους επίγειους πλανήτες γύρω από άλλα αστέρια. Επιπλέον, παρακολουθεί προσεκτικά τα δεδομένα που συλλέγονται από τα ρόβερ MER Spirit και Opportunity, καθώς και τους δορυφόρους που βρίσκονται αυτή τη στιγμή σε τροχιά γύρω από τον Άρη.
«Οι Odyssey, MER και Mars Express θα καθορίσουν πόσο νερό υπάρχει αυτή τη στιγμή, ελπίζουμε, και θα παρέχουν καλύτερους περιορισμούς στην αφθονία νερού στο παρελθόν», λέει ο Lunine. «Με ενδιαφέρουν ιδιαίτερα τα αποτελέσματα του ραντάρ MARSIS και του διαδόχου του – SHARAD».
Το MARSIS είναι μια συσκευή ραντάρ στον δορυφόρο Mars Express που μπορεί να κοιτάξει μέσα από τα πέντε κορυφαία χιλιόμετρα του φλοιού του Άρη για να αναζητήσει στρώματα νερού και πάγου. Η ιταλική διαστημική υπηρεσία σχεδιάζει να πετάξει ένα ρηχό υπόγειο ραντάρ, που ονομάζεται SHARAD, στο Mars Reconnaissance Orbiter της NASA για να δει εάν υπάρχει πάγος νερού σε βάθη μεγαλύτερα από ένα μέτρο. Ενώ το MARSIS έχει υψηλότερη ικανότητα διείσδυσης, έχει πολύ χαμηλότερη ανάλυση από ό,τι θα έχει το SHARAD.
Αρχική πηγή: Περιοδικό Αστροβιολογίας