Hvorfor tørket Mars ut? Ny studie peker på uvanlige svar

Mars var en gang rød med elver. De avslørende sporene fra tidligere elver, bekker og innsjøer er synlige i dag over hele planeten. Men for omtrent tre milliarder år siden tørket de alle sammen – og ingen vet hvorfor.

“Folk har fremmet forskjellige ideer, men vi er ikke sikre på hva som fikk klimaet til å endre seg så dramatisk,” sa geofysisk forsker Edwin Kite ved University of Chicago. “Vi vil virkelig gjerne forstå, spesielt fordi det er den eneste planeten vi definitivt vet har endret seg fra beboelig til ubeboelig.”

Kite er den første forfatteren av en ny studie som undersøker sporene til elver fra Mars for å se hva de kan avsløre om historien til planetens vann og atmosfære.

Tidligere hadde mange forskere antatt at tap av karbondioksid fra atmosfæren, som bidro til å holde Mars varm, forårsaket problemer. Men de nye funnene, publisert 25. mai i Vitenskapens fremskrittantyder at endringen var forårsaket av tapet av en annen viktig ingrediens som holdt planeten varm nok til rennende vann.

Men vi vet fortsatt ikke hva det er.

Vann, vann overalt, og ikke en dråpe å drikke

I 1972 ble forskere overrasket over å se bilder fra NASAs Mariner 9-oppdrag mens den sirklet rundt Mars fra bane. Bildene avslørte et landskap fullt av elveleier – bevis på at planeten en gang hadde rikelig med flytende vann, selv om den er tørr som et bein i dag.

Siden Mars ikke har tektoniske plater for å flytte og begrave steinen over tid, ligger eldgamle elvespor fortsatt på overflaten som bevis forlatt i en hast.

Dette tillot Kite og hans samarbeidspartnere, inkludert University of Chicago-student Bowen Fan samt forskere fra Smithsonian Institution, Planetary Science Institute, California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory og Aeolis Research, til å analysere kart basert på tusenvis av bilder tatt fra bane av satellitter. Basert på hvilke spor som overlapper hvilke, og hvor forvitret de er, har teamet satt sammen en tidslinje for hvordan elveaktivitet endret seg i høyde og bredde over milliarder av år.

Så kunne de kombinere det med simuleringer av ulike klimaforhold, og se hvilke som passet best.

Planetarisk klima er enormt komplekst, med mange, mange variabler å ta hensyn til – spesielt hvis du vil holde planeten din i “Goldilocks”-sonen der det er akkurat varmt nok til at vann er flytende, men ikke så varmt at det koker. Varme kan komme fra en planets sol, men den må være nær nok til å motta stråling, men ikke så nær at strålingen fjerner atmosfæren. Drivhusgasser, som karbondioksid og metan, kan fange varme nær planetens overflate. Vann i seg selv spiller også en rolle; den kan eksistere som skyer i atmosfæren eller som snø og is på overflaten. Snøhetter har en tendens til å fungere som et speil for å reflektere bort sollys tilbake til verdensrommet, men skyer kan enten fange eller reflektere bort lys, avhengig av høyde og sammensetning.

Kite og hans samarbeidspartnere kjørte mange forskjellige kombinasjoner av disse faktorene i simuleringene sine, og lette etter forhold som kan føre til at planeten blir varm nok til at minst noe flytende vann kan eksistere i elver i mer enn milliarder år – men så miste det brått.

Men da de sammenlignet forskjellige simuleringer, så de noe overraskende. Å endre mengden karbondioksid i atmosfæren endret ikke resultatet. Det vil si at drivkraften til endringen ikke så ut til å være karbondioksid.

– Karbondioksid er en sterk drivhusgass, så det var virkelig den ledende kandidaten til å forklare uttørkingen av Mars, sa Kite, en ekspert på klimaet i andre verdener. “Men disse resultatene tyder på at det ikke er så enkelt.”

Det finnes flere alternative alternativer. De nye bevisene passer godt med et scenario, foreslått i en 2021-studie fra Kite, der et lag med tynne, isete skyer høyt oppe i Mars-atmosfæren fungerer som gjennomsiktig drivhusglass og fanger varme. Andre forskere har antydet at hvis hydrogen ble frigjort fra planetens indre, kunne det ha interagert med karbondioksid i atmosfæren for å absorbere infrarødt lys og varme planeten.

“Vi vet ikke hva denne faktoren er, men vi trenger at mye av det har eksistert for å forklare resultatene,” sa Kite.

Det finnes en rekke måter å prøve å begrense de mulige faktorene på; teamet foreslår flere mulige tester for NASAs Perseverance-rover å utføre som kan avsløre ledetråder.

Kite og kollega Sasha Warren er også en del av vitenskapsteamet som skal lede NASAs Curiosity Mars-rover for å søke etter ledetråder om hvorfor Mars tørket ut. De håper at denne innsatsen, samt målinger fra Perseverance, kan gi ytterligere ledetråder til puslespillet.

På jorden har mange krefter kombinert for å holde forholdene bemerkelsesverdig stabile i millioner av år. Men andre planeter er kanskje ikke så heldige. Et av de mange spørsmålene forskerne har om andre planeter er nøyaktig hvor heldige vi er – det vil si hvor ofte denne sammenløpet forekommer i universet. De håper at å studere hva som skjedde med andre planeter, som Mars, kan gi ledetråder om planetarisk klima og hvor mange andre planeter der ute kan være beboelig.

“Det er virkelig slående at vi har dette puslespillet rett ved siden av, og likevel er vi fortsatt ikke sikre på hvordan vi skal forklare det,” sa Kite.

---

---