Przed miliardami lat Mars wyglądał bardzo podobnie do Ziemi. Płynęły tam rzeki, występowały jeziora, był też tam prawdopodobnie ogromny ocean pokrywający dużą część marsjańskiej północnej półkuli. Jeszcze przed ponad 3,8 mld lat również atmosfera planety była dosyć podobna do atmosfery ziemskiej. Jednak z czasem - wraz z wodą - uleciała w przestrzeń kosmiczną.
– Na zdjęciach z Marsa widać np. formy terenu, które wyglądają zupełnie jak nasze ziemskie, doliny czy delty rzeczne. W niektórych miejscach widać linię brzegową oceanu, który występował na północnej półkuli Marsa – opisuje w rozmowie z PAP dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN.
Ten zaskakujący obraz Czerwonej Planety naukowcy odtwarzają m.in. na podstawie bardzo szczegółowych zdjęć satelitarnych powierzchni Marsa i licznych danych pomiarowych, dostarczanych przez łaziki marsjańskie takie jak Curiosity czy sondy badawcze np. sondę MAVEN.
Geolog planetarna dr Anna Łosiak, choć w ramach jednego ze swoich projektów zajmowała się badaniami powierzchni Marsa, musiała się posiłkować źródłami innymi niż marsjańskie skały. Powód jest dość prozaiczny. Jeszcze żadnych próbek z Czerwonej Planety nigdy nie udało się przywieźć, dlatego badaczom wciąż pozostaje analiza m.in. marsjańskich zdjęć i innych danych. – Gdybyśmy chcieli wysłać na Marsa misję, której zadaniem byłoby przywiezienie takich próbek, wtedy musielibyśmy wystrzelić gigantyczną liczbę ton sprzętu. To wprawdzie jest możliwe, ale jednocześnie jest też bardzo drogie – stwierdza badaczka.
Czasem jednak naukowcom udaje się zidentyfikować na Ziemi pochodzące z Marsa niewielkie kawałki skał. To dość rzadkie przypadki, bo większość marsjańskiego materiału, który wybijany jest w przestrzeń kosmiczną, np. wskutek uderzenia sporej asteroidy w Czerwoną Planetę, spala się w Słońcu. Czasem jednak takie marsjańskie „okruchy” lądują na Ziemi. Każdego roku amerykańska National Science Foundation w ramach programu ANSMET (Antarctic Search for Meteorites) zbiera kilkuosobową grupę naukowców, którzy szukają ich na czapie lodowej w Antarktydzie. Tam bowiem najdłużej zachowują się one w niezmienionej postaci. Zebrane próbki - po przewiezieniu do USA - przechowują i analizują agencja NASA oraz największy na świecie kompleks muzeów Smithsonian Institution w Waszyngtonie.
Kosmiczne obiekty na Antarktydzie
Czasem na Antarktydzie, właśnie ze względu na panujące tam warunki, można znaleźć też inne ciekawe, kosmiczne obiekty. One - choć nie pochodzą bezpośrednio z Marsa - też mogą powiedzieć wiele o historii Czerwonej Planety. Na Antarktydzie znaleziono np. kawałki planetoidy Westa, krążącej po orbitach pomiędzy Marsem a Jowiszem.
Właśnie te kosmiczne obiekty badała dr Łosiak. Planetoidy tego typu mają skład bazaltowy - bardzo podobny do składu chemicznego skał znajdujących się na Marsie. Dzięki badaniu właśnie skał bazaltowych międzynarodowy zespół badaczy z udziałem dr Łosiak doszedł do wniosku, że na powierzchni północnej czapy lodowej Marsa - przynajmniej od czasu do czasu - może istnieć woda w stanie płynnym.
Naukowcy z Instytutu Nauk Geologicznych PAN, Uniwersytetu Warszawskiego i Michigan State University, potwierdzili tym samym wcześniejsze wyniki NASA. Amerykańska agencja kosmiczna już w 2015 roku ogłosiła, że - analizując dane zebrane przez sondę Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) - znalazła dowody na występowanie uwodnionych soli na powierzchni Marsa. Oznacza to, że na północnej czapie lodowej Marsa może okresowo występować woda w postaci ciekłej.
– Na dużej części Marsa woda w stanie płynnym w ogóle nie może istnieć. Nawet, jeśli przywieziemy ją tam cysterną, to wyparuje w kilka chwil. Wynika to z bardzo niskiego ciśnienia atmosferycznego panującego na Marsie – wyjaśnia dr Łosiak. Północna czapa lodowa Marsa potrafi się jednak wyłamać z tej tendencji i umożliwia występowanie wody w stanie płynnym. Jest też jednym z lepszych miejsc, w których mogłyby żyć - obecnie lub w przeszłości - marsjańskie mikroorganizmy. Choć na to oczywiście nie ma jeszcze dowodów.
Dlaczego to miejsce jest tak szczególne? Na obu biegunach Marsa - opisuje dr Łosiak - występują czapy lodowe bardzo podobne do tych, które występują na Antarktydzie. To w większości zwykły lód wodny, ale dużo bardziej zapylony niż ten na Ziemi. Na naszej planecie jest mnóstwo pyłów, ale większość z nich trafia do oceanów. Na Marsie - ponieważ nie ma oceanów - zarówno atmosfera, jak i lód są zapylone dużo bardziej. Jeżeli słońce świeci na czapę lodową i na ciemne ziarenka pyłu, to może być wystarczająco ciepło, aby stopić lód dookoła nich. W ten sposób to, co znajduje się na ziarenkach, stopione może reagować ze sobą, tworząc nowe minerały i np. duże złoża gipsu.
– Nasz główny wniosek jest taki, że w najcieplejsze dni lata na północnej czapie lodowej Marsa mogą wystąpić warunki, w których istnieją niewielkie ilości wody w stanie płynnym. To może mieć wpływ na powstawanie nowych minerałów, a po drugie potencjalne życie organizmów, chociaż na razie nie ma dowodów na istnienie tych drugich – przypomina dr Łosiak.