Voda z Marsu neunikla – je uložena v kůře

Možná až 99 % vody je na Marsu stále ještě uvězněno v kůře rudé planety – neunikla do kosmického prostoru, jak se dlouho spekulovalo. Nová data změnila dlouho převládající teorii, že téměř veškerá voda unikla z planety Mars do kosmického prostoru. Před miliardami roků byl Mars skoro modrou planetou; v souladu s důkazy stále ještě nalézanými na povrchu, hojné množství vody teklo napříč planetou a vytvářelo četné rezervoáry – jezera, moře i hluboký oceán. Otázkou je, kam se veškerá voda poděla?

Odpověď zní: nikam. Podle nových výzkumů uskutečněných na Caltech (California Institute of Technology) a JPL (Jet Propulsion Laboratory) podstatné množství marťanské vody – mezi 30 a 99 % – je zachyceno v minerálech nacházejících se v kůře planety. Výzkum zpochybňuje aktuální teorii, že většina vody na rudé planetě unikla do kosmického prostoru.

Tým vědců z Caltech a JPL zjistil, že zhruba před čtyřmi miliardami roků měl Mars dostatek vody k pokrytí celé planety souvislým oceánem o hloubce 100 až 1 500 metrů. Celkový objem odpovídal zhruba ekvivalentu poloviny objemu Atlantického oceánu na naší Zemi. Avšak o několik miliard roků později byla již planeta suchá, jako je dnes. Vědci hledali vysvětlení, jak se to stalo, že tekoucí voda z povrchu Marsu zmizela a navrhovali řešení, že unikla do vesmíru v důsledku nízké gravitace planety. Ačkoliv trochu vody skutečně uniklo z Marsu tímto způsobem, nyní to vypadá, že tento únik nemůže vysvětlit ztrátu většiny vody.

„Atmosférický únik zcela nevysvětluje data, která máme o tom, jaké množství vody ve skutečnosti kdysi na Marsu existovalo,“ říká Eva Schellerová, kandidátka PhD na Caltech, hlavní autorka článku, který byl publikován v časopise Science 16. 3. 2021 a ve stejný den prezentován na konferenci Lunar and Planetary Science Conference (LPSC). Spoluautory Evy Schellerové jsou Bethany Ehlmannová, profesorka planetologie a zástupkyně ředitele na Keck Institute for Space Studies; Yuk Yung, profesor planetologie a vědecký pracovník JPL; Danica Adamsová, postgraduální studentka na Caltech a Renyu Hu, vědecký pracovník JPL.

Vědecký tým studoval množství vody na Marsu během času ve všech jejích formách (vodní pára, kapalina, led) a chemické složení současné atmosféry planety a kůry prostřednictvím analýzy meteoritů, stejně tak jako využitím dat poskytnutých kosmickými sondami z oběžné dráhy či po přistání na povrchu (rovery), přičemž sledoval důkladně poměr deuteria a vodíku (D/H).

Voda je složena z vodíku a kyslíku: H₂O. Ne všechny atomy vodíku jsou však vytvořeny stejně. Vytváří dva stabilní atomy vodíku. Velká většina atomů vodíku má právě jeden proton v atomovém jádru, zatímco nepatrná část (asi 0,02 %) existuje jako deuterium nebo tzv. těžký vodík, který ve svém jádru obsahuje proton a neutron.

Lehčí vodík (známý též jako protium) snadněji uniká z gravitace planety do kosmického prostoru než těžší protějšek. Vzhledem k tomu únik vody z planety prostřednictvím horní vrstvy atmosféry by zanechal prozrazující signatury na poměru deuteria vůči vodíku v atmosféře planety: bude tam nadměrně velký díl pozůstalého deuteria.

Nicméně ztráta vody pouze prostřednictvím atmosféry nemůže vysvětlit pozorovaný poměr deuteria a vodíku v ovzduší Marsu a velké množství vody přítomné v minulosti na povrchu rudé planety. Místo toho vědci navrhují kombinaci dvou mechanismů – zachycení vody v minerálech v planetární kůře a ztrátu vody skrz atmosféru – které mohou vysvětlit pozorovaný poměr deuterium/vodík v atmosféře Marsu.

Když voda interaguje s horninou, chemické zvětrávání vytváří jíly a jiné minerály obsahující vodu jako součást jejich minerální struktury. Tento proces se vyskytuje na Zemi, právě tak jako na Marsu. Protože Země je tektonicky aktivní, stará kůra se nepřetržitě taví, proniká do pláště a vytváří novou kůru na hranicích tektonických desek; dochází k recyklaci vody a jiných molekul do atmosféry prostřednictvím vulkanismu. Jenomže Mars je z velké části vulkanicky neaktivní, a tak „vysušování“ povrchu, jakmile nastane, je nepřetržitým procesem.

„Atmosférický únik samozřejmě hrál svoji roli při ztrátě vody, avšak zjištění z posledních desetiletí výzkumu Marsu poukázala na fakt, že zde zůstaly obrovské rezervoáry pradávných hydratovaných minerálů, jejichž utváření samozřejmě snižovalo postupem času dostupnost vody,“ říká Bethany Ehlmannová.

„Veškerá tato voda byla zkonfiskována téměř na začátku historie planety a potom se již nikdy cyklicky nevracela zpět,“ říká Eva Schellerová. „Výzkum, který se spoléhá na data ze studia meteoritů, pozorování pozemními teleskopy a satelity z oběžné dráhy či z výzkumu vzorků horniny na povrchu Marsu pomocí pojízdných vědeckých laboratoří ilustruje důležitost rozmanitých způsobů výzkumu rudé planety,“ dodává Eva Schellerová.

Zdroj: https://scitechdaily.com/up-to-99-of-mars-water-may-still-be-trapped-in-planets-crust-not-lost-to-space-as-long-theorized/

autor: František Martinek