Ρεματιές με χιόνι στον Άρη

Από σελίδα της ΝΑΣΑ, 19 Φεβρουαρίου 2003

Όταν το διαστημικό όχημα της NASA, Mars Global Surveyor, φωτογράφισε καινούργιες ρεματιές βροχής πάνω στον Άρη πριν τρία χρόνια, οι ερευνητές μπερδεύτηκαν. Η επιφάνεια του Άρη είναι εξαιρετικά ξηρή. Τι θα μπορούσε να έχει χαράξει αυτά τα περίεργα χαρακτηριστικά γνωρίσματα; Τώρα, χάρις στα στοιχεία από το διαστημικό σκάφος Odyssey του Άρη, από το 2001, υπάρχει μια νέα απάντηση: το λειωμένο χιόνι.

Στο εσωτερικό της λεκάνης του Νεύτωνα στον Άρη, στενά κανάλια με κατεύθυνση από την κορυφή προς τα κάτω. Αυτά αλλά και ρεματιές  ανακαλύφθηκαν αρχικά στις, υψηλής ευκρίνειας, εικόνες που λήφθηκαν από το διαστημικό σκάφος  Global Surveyor του Άρη της NASA

Οι ρεματιές δημιουργήθηκαν από το νερά που τρέχουν αργά από τα λειωμένα "πακέτα" χιονιού, όχι από υπόγειες πηγές ή ρυάκια λόγω πίεσης, όπως είχε προταθεί προηγουμένως, υποστηρίζει ο Philip Christensen, ένας καθηγητής στο Πολιτειακό  Πανεπιστήμιο της Αριζόνας και ο κύριος ερευνητής στο σύστημα των φωτογραφικών μηχανών της Οδύσσειας. Το νερό λειώνει και μπορεί να ρέει κάτω από το χιόνι, όπου έτσι αυτό προφυλάσσεται από τη γρήγορη εξάτμιση στη λεπτή ατμόσφαιρα του πλανήτη, εξηγεί ο Christensen στην 19η ηλεκτρονική έκδοση του Nature.

Η ιδέα του Christensen πήρε αυτή τη μορφή ενώ κοίταζε σε μια εικόνα, της Οδύσσειας του Άρη, ενός Αρειανού κρατήρα. Αυτός παρατήρησε διαβρωμένα ρυάκια στον ψυχρό Βόρειο τοίχωμα του κρατήρα και αμέσως δίπλα σε αυτά ένα επίπεδο τμήμα σαν συγκολλημένη έκταση. Τέτοια μοναδική επίπεδη έκταση υποδεικνύει μια ομαλή κατάθεση του υλικού, που οι ερευνητές του Άρη έχουν συμπεράνει ότι είναι είναι "πτητικό" (αποτελούμενο από υλικά που εξατμίζονται στη λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη), επειδή εμφανίζονται τέτοια χαρακτηριστικά μόνο στις πιο ψυχρές περιοχές, τις πλέον προφυλαγμένες περιοχές. Η πιο πιθανή σύνθεση αυτού του υλικού, που εξατμίζεται αργά, είναι το χιόνι. Ο Christensen υποψιάστηκε μια ειδική σχέση μεταξύ των ρεματιών, ξεροπόταμων, και του χιονιού.

Αριστερά : Το βέλος δείχνει μια περιοχή επίπεδη σαν "συγκολλημένη", ίσως είναι ένα πακέτο χιονιού, κοντά στο χείλος ενός Αρειανού κρατήρα.

Διαβρωμένα ρυάκια στους τοίχους των κρατήρων και τις πλευρές των απότομων βράχων παρατηρήθηκαν αρχικά στις εικόνες που λήφθηκαν από το Global Surveyor του Άρη το 2000. Βρέθηκαν φυσικά κι άλλες επιστημονικές θεωρίες για την εξήγηση των ρυακιών, συμπεριλαμβανομένων και των εξής: διαρροές του επίγειου νερού, ροές με πίεση επίγειου νερού ή διοξειδίου του άνθρακα, και λάσπες που προκλήθηκαν από τις καταθέσεις των ροών του μόνιμου πάγου, αλλά καμία εξήγηση μέχρι σήμερα δεν είχε γίνει παγκοσμίως αποδεκτή.

"Τα ρυάκια είναι πολύ φρέσκα", εξηγεί ο Christensen. "Αυτό ήταν που πάντα με ενοχλούσε. Πώς θα μπορούσε ο Άρης να έχει υπόγεια νερά αρκετά κοντά στην επιφάνεια για να σχηματίσει αυτά τα ρυάκια, και όμως το νερό να έχει σταματήσει για δισεκατομμύρια χρόνια; Δεύτερον, έχετε κρατήρες με χείλη που είναι ανυψωμένα, και ρυάκια που πηγαίνουν σχεδόν στην κορυφή του άκρου, του χείλους. Εάν αυτό είναι ένα υπόγειο υδροφόρο στρώμα που το διαρρέει, δεν μπορεί να υπάρχει υπόγεια επιφάνεια εκεί επάνω. Και, τελικά, γιατί εμφανίζονται κατά προτίμηση στο ψυχρές επιφάνειες των κλίσεων στα μέσα πλάτη;" Αυτή είναι η πιο ψυχρή θέση και η λιγότερη πιθανή θέση για να λειώσουν τα υπόγεια νερά.

Ο Christensen επισημαίνει ότι η ανακάλυψη της διάβρωσης από το νερό κάτω από τις καταθέσεις του λιωμένου χιονιού απαντά σε πολλά από αυτά τα προβλήματα.

"Το χιόνι στον Άρη είναι πλέον πιθανό να συσσωρεύεται στις κλίσεις που βλέπουν τους πόλους του Άρη -- δηλαδή στις πιο κρύες περιοχές. Συσσωρεύεται και σκεπάζει το τοπίο σε αυτές τις περιοχές κατά τη διάρκεια μιας κλιματικής περιόδου, και έπειτα λειώνει κατά τη διάρκεια μιας θερμότερης περιόδου. Η τήξη αρχίζει πρώτα στις πιο εκτεθειμένες περιοχές δεξιά στην κορυφή της κορυφογραμμής. Αυτό εξηγεί γιατί τα ρυάκια ξεκινάνε τόσο ψηλά πάνω".

 Δεξιά: Ρυάκια στο πάνω δεξιά-κέντρο εμφανίζονται να προκύπτουν από κάτω και από το εσωτερικό με μια βαθμιαία κάλυψη του χιονιού.

Μόλις άρχισε να σκέφτεται για το χιόνι, ο Christensen άρχισε να βρίσκει έναν μεγάλο αριθμό άλλων εικόνων, που εμφανίζουν μια παρόμοια σχέση μεταξύ "συγκολλημένων" καταθέσεων χιονιού και ρυακιών στις εικόνες υψηλής ανάλυσης, οι οποίες λήφθηκαν από τη φωτογραφική μηχανή στο Global Surveyor του Άρη.

"Η βασική ιδέα (του λειωμένου χιονιού) προέρχεται από μια πανοραμική όψη, από το σύστημα των φωτογραφικών μηχανών της Οδύσσειας", εξηγεί. "Εδώ δεν πρέπει να βλέπουμε το δάσος και να παραβλέπουμε τα δέντρα. Όλα αυτά τα έκανε ξαφνικά μια εικόνα της Οδύσσειας, επειδή η ανάλυση της μηχανής ήταν αρκετά υψηλή για να προσδιορίσει αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα και όμως ήταν αρκετά χαμηλή για να μην εμφανίσει τη σχέση που έχουν στο Αρειανό τοπίο."

Μέχρι πρότινος, οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι ρεματιές στον Άρη έχουν προκληθεί από νερό που προέρχεται από υπόγειες πηγές ή από παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα. Σύμφωνα με τον Philip Christensen, το φαινόμενο ξεκινάει από μια μικρή «ταλάντευση» του πλανήτη, που πέρα από τη συμπεριφορά που επιδεικνύει σε μια πορεία εκατοντάδων χιλιάδων ετών, τον κάνει να γέρνει αργά στον άξονά του. 'Έτσι, ένας από τους πόλους του Άρη γέρνει προς τον ήλιο και θερμαίνεται περισσότερο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να δημιουργούνται υδρατμοί που πέφτουν ως χιόνι πιο κοντά στον ισημερινό. Το νερό λιώνει και ρέει κάτω από το χιόνι, όπου προφυλάσσεται από τη γρήγορη εξάτμιση στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, δημιουργώντας αυτά που οι επιστήμονες βλέπουν ως ξεροπόταμους ή ρεματιές.

Aυτή τη χρονιά η NASA πρόκειται να αποστείλει στον Aρη δύο οχήματα, προκειμένου να συλλέξει επιπλέον στοιχεία και κάτι ανάλογο θα κάνει η ESA, ένα όχημα που θα σκάψει στην επιφάνεια του πλανήτη, προκειμένου να εντοπίσει νερό.