SVE JE VIŠE potvrda da se ispod suhih crvenih ravnica Marsa krije tajna koja bi mogla promijeniti naše shvaćanje Crvenog planeta – golemi rezervoar tekuće vode, zarobljen duboko u kori.

Mars je prepun tragova postojanja drevnih vodenih površina - osušenih korita rijeka, jezerskih sedimenata, slojevitih stijena, minerala nastalih u vodi poput gline (slika dolje) te tragova delti i morske obale. No znanstvenike već dugo muči pitanje kamo je sva ta voda nestala kada je planet postao hladan i suh.

Na ovo pitanje odgovor bi moglo pružiti novo istraživanje koje su proveli hrvatski znanstvenik Hrvoje Tkalčić, voditelj geofizike i direktor sustava Warramunga na Australskom nacionalnom sveučilištu, i njegovi kolege iz Kine i Italije.

Naime, tim je na temelju podataka NASA-ine misije InSight otkrio da seizmički valovi na Marsu usporavaju u sloju između 5,4 i 8 kilometara ispod površine, što bi moglo ukazivati na prisutnost tekuće vode na tim dubinama.

Hlađenje Marsa i nestanak magnetskog polja

Mars nije uvijek bio ledena pustinja kakvu danas poznajemo. Prije više milijardi godina, tijekom noakijanskog i hesperijanskog razdoblja (od prije 4,1 do 3 milijarde godina), rijeke su ondje oblikovale doline i utjecale u jezera i mora.

Kako se užarena jezgra Marsa hladila, gubila je svojstva velikog dinama koji stvara magnetsko polje kakvo Zemlju, njezinu atmosferu i život još uvijek štiti od solarnih vjetrova i kozmičkih zračenja. Zračenja i čestice sve su nesmetanije udarali u njegovu atmosferu i postupno je otpuhivali u svemir, ona se sve više prorjeđivala pa je većina vode s površine nestajala. Dio je ispario u svemir, a dio se zamrznuo u polarnim kapama (slika dolje), a dio je ostao zarobljen u mineralima na površini.

Manjak vode

No isparavanje, smrzavanje i vezivanje za stijene ne mogu objasniti kamo je otišla sva voda koja je nekoć prekrivala Mars. Naprotiv, proračuni sugeriraju da, kada se svi procesi uzmu u obzir, nedostaje toliko vode da bi mogla prekriti cijeli planet u sloju dubokom između 700 i 900 metara.

Gdje je voda mogla nestati?

Znanstvenici se već desetljećima pitaju gdje je mogla nestati ta voda koja nedostaje u računici.

Jedna od hipoteza jest da se procijedila duboko u koru planeta. Naime, Mars je u noakijanskom razdoblju bio intenzivno bombardiran meteoritima. To je doba bilo kraj Velikog kasnog bombardiranja, razdoblja kada su preostali ostaci iz formiranja Sunčevog sustava još lutali i često se sudarali s planetima. Nakon tog razdoblja, broj slobodnih asteroida i kometa znatno se smanjio pa su sudari postali rjeđi.

Ti intenzivni sudari mogli su stvoriti pukotine koje su provodile vodu u unutrašnjost. U dubljim slojevima, gdje su temperature više, voda je mogla ostati u tekućem stanju, dok se u višim slojevima, bližim površini, zamrznula.

Mjerenja potresa

Tkalčić i njegovi kolege u novoj su studiji pronašli potvrde ovoj hipotezi u podacima koje je prikupila NASA.

Naime, godine 2018. NASA-in lander InSight (video gore) sletio je na Mars kako bi pomoću izuzetno osjetljivog seizmografa "osluškivao" unutrašnjost planeta. Analizirajući određenu vrstu vibracija, tzv. posmične valove, Tkalčić i njegov tim otkrili su značajnu podzemnu anomaliju - sloj između 5,4 i 8 kilometara dubine u kojem se ti valovi kreću sporije.

Ovaj "sloj niske brzine" najvjerojatnije je visokoporozna stijena ispunjena tekućom vodom, nalik na natopljenu spužvu. Slični vodonosnici, u kojima podzemne vode ispunjavaju pore stijena, postoje i na Zemlji.

"Izračunali smo da taj vodonosni sloj na Marsu može sadržavati dovoljno vode da pokrije cijeli planet globalnim oceanom dubokim između 520 i 780 metara – što je nekoliko puta više vode nego što sadrži antarktički led", kaže Tkalčić.

Taj volumen odgovara proračunima iz drugih studija prema kojima bi nestala voda na Marsu, nakon što se uračunaju gubici u svemiru, voda vezana u mineralima i u ledu u polarnim kapama, mogla stvoriti sloj od 710 do 920 metara.

Meteoriti i "marsotresi"

Tkalčić kaže da je njegov tim do otkrića došao zahvaljujući dvama udarima meteorita 2021. (nazvani S1000a i S1094b) te marsotresu iz 2022. (S1222a).

"Naime, ti događaji poslali su kroz koru Marsa seizmičke valove, poput kamena bačenog u jezero koji stvara koncentrične krugove, a InSightov seizmograf (slika dolje) zabilježio je te vibracije. Iskoristili smo visokofrekventne signale iz tih događaja – poput preciznog radijskog prijamnika – kako bismo mapirali skrivene slojeve kore. Izračunali smo tzv. funkcije prijamnika – potpise tih valova dok se odbijaju i rezoniraju između slojeva u kori, poput jeke koja otkriva oblik špilje. Analiza funkcija prijamnika omogućila nam je da precizno identificiramo granice u kojima se stijene mijenjaju i debljinu slojeva. Niske brzine između 5,4 i 8 kilometara dubine otvaraju mogućnost da se radi o sloju poroznih stijena natopljenih vodom", tumači Tkalčić.

Zašto je to važno?

Tekuća voda ključna je za život kakav poznajemo. Na Zemlji mikroorganizmi uspijevaju u dubokim slojevima stijena ispunjenim vodom. Nameće se pitanje bi li slični oblici života – možda ostaci drevnih marsovskih ekosustava – mogli opstajati u tim rezervoarima?

Tkalčić kaže da bi ta voda mogla biti spas ne samo za mikrobe nego i za buduće ljudske misije na Mars.

"Pročišćena, ta bi voda mogla služiti za piće, za stvaranje kisika elektrolizom te za stvaranje vodika i kisika kao goriva za rakete. Naravno, bušenje nekoliko kilometara duboko na udaljenom planetu golem je izazov", tumači.

Za ilustraciju, najdublje što je čovječanstvo do sada izbušilo na Zemlji jest bušotina Kola u Rusiji koja je dosegnula dubinu od 12,26 kilometara u kontinentalnu koru.

Koautori studije Weijia Sun i Hrvoje Tkalčić

Što slijedi u istraživanju Marsa?

Seizmički podaci predstavljeni u novoj studiji obuhvaćaju samo mali dio Marsa. Stoga će trebati nove misije sa seizmografima koje bi mapirale moguće vodonosne slojeve diljem planeta.

Tkalčić kaže da bi budući roveri ili bušilice jednog dana mogli dosegnuti te rezervoare i analizirati njihovu kemiju u potrazi za tragovima života.

"Te vodene zone također treba zaštititi od onečišćenja zemaljskim mikrobima, jer bi mogle sadržavati izvorni marsovski život. Za sada ta skrivena voda poziva nas da i dalje osluškujemo seizmičko srce Marsa i otkrivamo tajne svijeta koji možda više nalikuje Zemlji nego što smo mislili", zaključuje naš znanstvenik.