Raziskovanje Marsove površine in atmosfere je odkrilo nekatere starodavne skrivnosti. Zahvaljujoč prizadevanjem Radovednost roverja in drugih misij, se znanstveniki zdaj zavedajo dejstva, da je voda nekoč tekla na Marsu in da je imel planet gostejšo atmosfero. Prav tako so lahko ugotovili, kakšna mehanika je povzročila izčrpavanje tega ozračja, kar ga je spremenilo v hladno, izsušeno okolje, ki ga danes vidimo.
Vendar je hkrati pripeljalo do precej intrigantnega paradoksa. V bistvu naj bi bilo za Mars topla, tekoča voda na njegovi površini v času, ko je bilo Sonce za tretjino tako toplo kot danes. Za to bi bilo treba imeti marsovsko ozračje dovolj ogljikovega dioksida, da bi ohranil površino dovolj toplo. Toda na podlagi najnovejših ugotovitev roverja Curiosity to ni videti tako.
Te ugotovitve so bile del analize podatkov, pridobljenih z instrumentom rentgenske difrakcije (CheMin) Curiosityja, ki je bil uporabljen za proučevanje vsebnosti mineralov v vzorcih svedra v kraterju Gale. Rezultati te analize so bili nedavno objavljeni v Zbornik Nacionalne akademije znanosti, kjer je raziskovalna skupina navedla, da v vzorcih, odvzetih s starodavnega dna jezera, niso našli sledi karbonatov.
Da bi ga razčlenili, dokazi, ki jih je zbral Radovednost (in pobiranje drugih veslačev, zemeljskih krožnikov in orbiterjev) je znanstvenike pripeljalo do zaključka, da so pred približno 3,5 milijarde let na površju Marsa imela jezera in tekoče reke. Ugotovili so tudi po zaslugi številnih vzorcev Radovednost odkar je leta 2011 pristal v kraterju Gale, je bila ta geološka značilnost nekoč jezersko dno, ki se je postopoma napolnilo z usedlinami.
Toda, da bi bil Mars dovolj topel, da je lahko obstajala tekoča voda, bi moralo njegovo ozračje vsebovati določeno količino ogljikovega dioksida - kar bi zagotovilo zadosten učinek toplogrednih plinov, da bi nadomestilo zmanjšano sončno toploto. Ker vzorci kamnin v kraterju Gale delujejo kot geološki zapis, kakšne razmere so bile pred milijardami let, bi zagotovo vsebovale veliko karbonatnih mineralov, če bi bilo to tako.
Karbonati so minerali, ki izhajajo iz kombinacije ogljikovega dioksida s pozitivno nabitimi ioni (kot magnezij in železo) v vodi. Ker so v vzorcih marsovske kamnine ugotovili, da se ti ioni dobro oskrbujejo, in poznejša analiza je pokazala, da pogoji nikoli ne postanejo kisli do te mere, da bi se karbonati raztopili, ni očitnega razloga, da se ne bi pokazali .
Skupaj s svojo ekipo je Thomas Bristow - glavni raziskovalec CheMin instrumenta za radovednost - izračunal, kakšna naj bo minimalna količina atmosferskega ogljikovega dioksida in kako bi to nakazovali ravni karbonata, ki jih danes najdemo v marsovskih kamninah. Nato so razvrstili po podatkih instrumentov CheMin po letih, da so ugotovili, ali obstajajo znaki teh mineralov.
A kot je pojasnil v nedavnem sporočilu za NASA, se ugotovitve preprosto niso izmerile:
"Še posebej nas je presenetilo odsotnost karbonatnih mineralov v sedimentni skali, ki jih je preučil rover. Težko vodo bi bilo res težko dobiti, tudi če bi bilo v ozračju stokrat več ogljikovega dioksida od tistega, kar nam sporočajo mineralni dokazi v skali. "
Na koncu Bristow in njegova ekipa v vzorcih kamnin, ki so jih analizirali, niso našli niti sledov količine karbonatov. Tudi če bi bilo v ozračju Gale krater Gale prisotno le nekaj deset milibarjev ogljikovega dioksida v ozračju, bi to ustvarilo dovolj karbonatov, da bi CheMin's Curiosity lahko zaznal. Ta zadnja ugotovitev dodaja paradoks, ki že leta muči Marsove raziskovalce.
V bistvu so raziskovalci ugotovili, da obstaja resno neskladje med tem, kaj površinske značilnosti kažejo na preteklost Marsa, in kemijskimi in geološkimi dokazi. Ne le, da obstaja veliko dokazov, da je bil planet v preteklosti gostejši ozračje, več kot štiri desetletja orbitalnega slikanja (in letnih površinskih podatkov) so prinesla dovolj geomorfoloških dokazov, da je imel Mars nekoč površinsko vodo in aktiven hidrološki cikel.
Vendar se znanstveniki še vedno trudijo, da bi izdelali modele, ki bi pokazali, kako bi lahko marsovsko podnebje ohranilo vrste pogojev, potrebnih za to. Edini do zdaj uspešen model je bil tak, v katerem je bilo v ozračju veliko CO2 in vodika. Na žalost razlaga, kako bi bilo mogoče ustvariti in ohraniti to vzdušje, še vedno ne obstaja.
Poleg tega geoloških in kemičnih dokazov za takšno ozračje, ki so obstajale pred več milijardami let, primanjkuje tudi. V preteklosti raziskave orbiterjev niso mogle najti dokazov o karbonatnih mineralih na površini Marsa. Upal je, da bodo površinske misije, kot je Curiosity, to lahko rešile z odvzemom vzorcev zemlje in vrtanja, kjer je znano, da obstaja voda.
Toda kot je pojasnil Bristow, je študija njegovega tima na ta način dejansko zaprla vrata:
"Skrivnost je bila, zakaj iz orbite ni bilo veliko karbonata. Lahko pridete iz neprijetnosti, če rečete, da so karbonati še vedno tam, vendar jih iz orbite ne moremo videti, ker so pokriti s prahom ali zakopani ali pa ne iščemo na pravem mestu. Rezultati Radovednosti usmerijo paradoks. To je prvič, da smo v kamnini, za katero vemo, da je nastala iz usedlin, odstranjenih pod vodo, preverjali, ali ima na zemlji karbonate.
Obstaja več možnih razlag tega paradoksa. Po eni strani so nekateri znanstveniki trdili, da jezero krater Gale morda ni bilo odprto vodno telo in je bilo morda prekrito z ledom, ki je bil ravno dovolj tanek, da je še vedno smel priti sediment. Težava s to razlago je če bi bilo to res, bi ostali zaznavni znaki - ki bi vključevali globoke razpoke v mehki sedimentni skali jezerskega dna.
Ker pa teh indicev ni bilo mogoče najti, imajo znanstveniki dve dokazi, ki se ne ujemata. Kot je poudaril Ashwin Vasavada, znanstvenik projekta Curiosity:
"Radovednost skozi potoke, delte in stotine navpičnih stopnic blata, odlaganih v starodavnih jezerih, poziva k močnemu hidrološkemu sistemu, ki oskrbuje vodo in usedline, da ustvari kamnine, ki jih najdemo. Ogljikov dioksid, pomešan z drugimi plini, kot je vodik, je bil vodilni kandidat za vpliv segrevanja, potrebnega za tak sistem. Ta presenetljivi rezultat bi ga utegnil izvleči iz tega. "
Na srečo so neskladnosti v znanosti tisto, kar omogoča razvoj novih in boljših teorij. In kot se nadaljuje raziskovanje marsovske površine - kar bo koristilo prihodu ExoMars in Mars 2020 misije v prihodnjih letih - pričakujemo lahko dodatne dokaze. Upajmo, da bo pripomoglo k reševanju tega paradoksa in ne bo še bolj zapletlo naših teorij!
