Naukowcy z Cornell wyjaśniają Marsjasne odbicia radarowe z zakłóceniami warstwy lodu, podważające koncepcję obecności wody w stanie ciekłym pod biegunem.
Naukowcy z Uniwersytetu Cornell przedstawili proste i wszechstronne – choć mniej dramatyczne – wyjaśnienie jasnych odbić radarowych, które początkowo uważano za wodę w stanie ciekłym pod pokrywą lodową na południowym biegunie Marsa.
Ich symulacje pokazują, że niewielkie zmiany w warstwach lodu wodnego – zbyt subtelne, aby mogły zostać rozróżnione przez penetrujące grunt instrumenty radarowe – mogą powodować konstruktywne zakłócenia między falami radarowymi. Taka interferencja może powodować odbicia, których intensywność i zmienność odpowiadają dotychczasowym obserwacjom – nie tylko na obszarze, który ma stanowić woda w stanie ciekłym, ale także w poprzek tzw. osadów warstwowych na biegunie południowym.
„Nie mogę powiedzieć, że niemożliwe jest, aby na dole znajdowała się woda w stanie ciekłym, ale pokazujemy, że istnieją znacznie prostsze sposoby na uzyskanie tych samych obserwacji bez konieczności sięgania tak daleko, przy użyciu mechanizmów i materiałów, o których już wiemy, że tam istnieją” – powiedział Daniel Lalich, pracownik naukowy w Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science. „Dzięki przypadkowemu zbiegowi okoliczności możesz stworzyć ten sam zaobserwowany sygnał na radarze”.
Lalich jest pierwszym autorem niedawnego badania opublikowanego w Postęp nauki.
Robotyczni odkrywcy dostarczyli obszernych dowodów na to, że woda płynęła po powierzchni starożytnego Marsa, w tym w dawnej delcie rzeki, obecnie badanej przez NASAŁazik Perseverance. Wykorzystując instrument radarowy, który może sondować głębokość pod powierzchnią w celu wykrycia lodu wodnego i potencjalnie ukrytych warstw wodonośnych, członkowie Europejska Agencja Kosmiczna-prowadzony Ekspres Mars zespół naukowy orbitera ogłoszono w 2018 roku odkryli jezioro ukryte pod południową czapą polarną.
Konsekwencje były ogromne: tam, gdzie jest woda w stanie ciekłym, może istnieć życie mikrobiologiczne.
Reinterpretacja obserwacji radarowych
Ale chociaż te same jasne odbicia radarowe prawdopodobnie wskazywałyby na istnienie jeziora subglacjalnego na Ziemi, powiedział Lalich, warunki temperatury i ciśnienia na Marsie są bardzo różne.
Korzystając z prostszych modeli, Lalich pokazał wcześniej, że jasne sygnały radarowe mogą powstać w przypadku braku wody w stanie ciekłym, ale stwierdził, że założenia dotyczące warstw zamarzniętego dwutlenku węgla pod pokrywą lodową prawdopodobnie są błędne.
Nowe badania przedstawiają pełniejszy obraz, stwierdził, wypełniając luki w hipotezie dotyczącej zakłóceń radarowych za pomocą bardziej realistycznego modelowania. Tysiące losowo wygenerowanych scenariuszy warstw opierało się wyłącznie na znanych warunkach panujących na biegunach Marsa i zmieniało skład warstw lodu oraz ich odstępy w sposób, jakiego można by się spodziewać na dystansie dziesiątek lub setek mil.
Te niewielkie korekty czasami generowały jasne sygnały podpowierzchniowe, zgodne z obserwacjami na każdej z trzech częstotliwości wykorzystywanych przez instrument radarowy MARSIS na orbicie Mars Express, powstały w ramach partnerstwa pomiędzy NASA i Włoską Agencją Kosmiczną. Lalich argumentuje prawdopodobnie z prostego powodu: fale radarowe odbijające się od warstw rozmieszczonych zbyt blisko siebie, aby instrument mógł je rozróżnić, mogą zostać połączone, wzmacniając ich szczyty i doliny.
„Po raz pierwszy mamy hipotezę wyjaśniającą całą populację obserwacji poniżej pokrywy lodowej, bez konieczności wprowadzania niczego wyjątkowego lub dziwnego” – powiedział Lalich. „Ten wynik, w którym otrzymujemy jasne odbicia rozproszone po całym miejscu, jest dokładnie tym, czego można się spodziewać po interferencji cienkowarstwowej w radarze”.
Wniosek: prawdopodobieństwo istnienia wody w stanie ciekłym
Nie wykluczając możliwości wykrycia w przyszłości za pomocą bardziej wydajnych instrumentów, Lalich stwierdził, że podejrzewa, że historia wody w stanie ciekłym i potencjalnego życia na Czerwonej Planecie zakończyła się dawno temu.
„Pomysł, że woda w stanie ciekłym mogłaby znajdować się nawet nieco blisko powierzchni, byłby naprawdę ekscytujący” – powiedział Lalich. „Po prostu nie sądzę, że tam jest.”
Odniesienie: „Małe różnice w składzie lodu i grubości warstwy wyjaśniają jasne odbicia pod marsjańską czapą polarną bez ciekłej wody”, Daniel E. Lalich, Alexander G. Hayes i Valerio Poggiali, 7 czerwca 2024 r., Postęp nauki.
DOI: 10.1126/sciadv.adj9546
Badania wspierała NASA.
