[2] W poszukiwaniu wody na Marsie. Lód wodny i minerały

Astronomia: Planety 22 0

Naukowcy z całego świata już od dobrych kilkunastu lat bardzo mocno zaangażowali się w poszukiwanie wody na Marsie. Wysłany w 2007 roku na Czerwoną Planetę lądownik bezzałogowy Phoenix osiągnął jej powierzchnię w maju 2008, po czym bez większych trudności podczas badań rejonów północnych Vastitas Borealis napotkał na wodny lód podpowierzchniowy, który w ciągu kilku dni sublimował.


Pokłady lodu wodnego na Czerwonej Planecie

Występowanie gruntowych pokładów lodu wodnego to doskonały materiał badawczy dla naukowców, którzy dzięki niemu próbują zrozumieć zasady tworzenia oraz warunki konieczne do jego powstania oraz utrzymywania się.

Według obliczeń Mars ma około 5 mln km3 lodu na powierzchni planety lub znajdującej się tuż pod jej powierzchnią. Większość tych zasobów leży w północnych i południowych regionach planety, co jest dość problematyczne w kontekście eksploracji, ponieważ znacznie łatwiej jest wylądować i obsługiwać sondę kosmiczną bliżej równika, gdzie temperatury są wyższe, atmosfera jest gęstsza na niższych wysokościach, a sama planeta obraca się szybciej, co znacząco ułatwia wystrzelenie rakiety w misji powrotnej na Ziemię. W rejonach między równikiem a biegunami można napotkać lód wodny płytko pod jej powierzchnią (do metra głębokości), a przy surowych warunkach znajdziemy go nawet lekko przysypany glebą.

Widoczne na obrazach przesyłanych przez sondy kosmiczne czapy polarne są pokładami lodu wodnego oraz pyłu, z zewnętrzną warstwą w postaci suchego lodu. Gdy na Marsie zapanuje okres letni, wówczas dochodzi do sublimacji dwutlenku węgla, co skutkuje przejściem ze stanu stałego w gaz i tworzeniem się chmur atmosferycznych. Z kolei zimą ponownie dwutlenek węgla pod wpływem spadku temperatury zmienia swój stan skupienia na stały.


Powinno również zainteresować …


Woda uwięziona w minerałach

Na Czerwonej Planecie odkryto również bogate złoża chlorków w regionie Bosporus Planum, widoczne jako jasne osady soli, pozostałe po wyparowaniu wody z powierzchni. Mars jest bogaty w minerały uformowane w wodzie, a w niektórych przypadkach nadal ją utrzymują w swojej strukturze. Tak zwane uwodnione minerały można znaleźć wokół planety (chociażby odkrycie ich przez chiński łazik Zhurong w 2022 roku), co pokazują mapy stworzone przy użyciu danych z misji Mars Reconnaissance Orbiter (NASA) i Mars Express (ESA).

Zlokalizowanie tych minerałów jest ważne dla lepszego poznania historii planety w kontekście występowania na niej zbiorników wodnych w stanie ciekłym. Podobnie jak Ziemia, Mars prawdopodobnie pozyskał wodę z asteroid oraz komet, uderzających o jego powierzchnię. Szacuje się, że w okresie od 4.1 mld do 3 mld lat temu na Czerwonej Planecie warunki mogły być odpowiednie do zamieszkania. W tym okresie życie mogło się pojawić w globalnych oceanach, rzekach oraz jeziorach. Woda mogła być nawet dłużej w stanie ciekłym na powierzchni (do około 2 mld lat temu), o czym świadczą słone osady pozostawione po wyschnięciu ostatniej wody na planecie.

Uwodnione minerały stanowią ważny cel dla należących do NASA łazików Curiosity i Perseverance. We wrześniu 2022 roku Perseverance zbadał skałę utworzoną z błota i piasku, gdy jezioro w kraterze Jezero wyparowało. Curiosity natomiast bada region krateru Gale, który powstał w wyniku wysychania jeziora w kraterze, pozostawiając po sobie słone minerały w postaci siarczanów. Oba łaziki zwracają uwagę na substancje organiczne mogące sprzyjać powstaniu znanego nam życia, podczas gdy łazik Perseverance przechowuje próbki mające zostać wysłane na Ziemie w czasie misji powrotnej.


Powinno również zainteresować …


Zbieranie i wykorzystywanie wody z Czerwonej Planety

Woda na Czerwonej Planecie może być wykorzystana jako zasób dla przyszłych misji eksploracyjnych, takich jak planowana Mars Sample Return, które będzie wymagała rakiety do startu z powierzchni tej planety. Pozyskane pokłady pomogłyby wytworzyć chociażby paliwo rakietowe na miejscu, co wyeliminowałoby konieczność sprowadzania materiałów pędnych z Ziemi. Zmagazynowana woda mogłaby być również wykorzystana do picia (po oczyszczeniu i odpowiedniej obróbce w postaci przefiltrowania). Pozyskiwanie lodu wodnego z większej głębokości mogłoby się odbywać przy wykorzystywaniu np. sondy cieplnej (system wykorzystywany na Antarktydzie), która jest opuszczana na pewną głębokość i w tym czasie topi lód. Woda jest następnie pompowana na powierzchnię.

W przypadku wody uwięzionej w minerałach proponuje się celem jej pozyskania chociażby zastosowanie mikrofal. Prawdopodobnie do tych prac zostały by stworzone autonomiczne roboty, które pozyskiwałyby wodę jeszcze przed misjami załogowymi. Trudność polega na tym, że cząsteczki H20 oraz OH stanowią element struktury minerałów, wymagający wysiłku do jego pozyskania.


Źródła publikacji:
(1) planetary.org / „Your guide to water on Mars”
(2) space.com / „New evidence for liquid water on Mars suggests the planet is geothermally active”

Inne artykuły astronomiczne i rankingi sprzętu obserwacyjnego



Dodaj opinię