Air cair Mars yang terakhir mengalir sekitar 2 miliar tahun yang lalu

Sekarang, ada banyak bukti bahwa Mars memiliki masa lalu yang berair, dan lebih banyak data adalah datang setiap saat. Tapi bukti itu tidak serta merta memberi kita gambaran lengkap tentang masa lalu Mars. Apakah planet merah? tertutup lautan berairatau sebagian besar air terperangkap seperti esdengan pencairan musiman yang tidak menentu?

Minggu ini, dua peneliti di Caltech—Ellen Leask dan Bethany Ehlmann—membantu memberikan gambaran yang lebih jelas tentang masa lalu Mars dengan mencari tahu kemungkinan perilaku air cair terakhir di Mars dan menentukan kapan air itu berhenti mengalir. Rahasia mereka adalah menelusuri deposit garam di permukaan Mars.

Ikuti garamnya

Ada banyak garam berbeda yang kami deteksi di permukaan Mars, tetapi yang menarik di sini adalah klorida (yang mungkin termasuk natrium klorida dari garam meja). Ini sangat informatif karena mereka adalah garam yang paling mudah larut dalam air. Jadi jika ada air di sekitar, garam klorida ini akan larut di dalamnya. Setiap endapan garam-garam ini yang saat ini ada di permukaan Mars, kemudian, diletakkan di sana saat air terakhir di wilayah planet itu mengering.

Untungnya, mendeteksi klorida dari orbit tidak terlalu menantang. Mereka memiliki tanda spektral berbeda yang hanya dimiliki oleh beberapa bahan kimia lain (termasuk berlian) yang tidak mungkin ditemukan dalam jumlah yang signifikan di permukaan Mars. Jadi, berbekal data dari Mars Reconnaissance Orbiter, para peneliti memetakan keberadaan endapan klorida di seluruh permukaan Mars.

Menganalisis endapan ini memberi para peneliti sejumlah titik data tentang air yang menempatkannya di sana.

Sebagai permulaan, Anda mungkin berharap bahwa air cair terakhir di planet ini akan berkumpul di dasar cekungan saat mereka mengering secara bertahap. Tapi itu bukan pola yang terlihat di sini. Sebaliknya, banyak yang berada di saluran yang relatif sempit, dan ketinggian endapan seringkali lebih tinggi daripada cekungan di dekatnya. Bagi Leask dan Ehlmann, ini menunjukkan bahwa air telah mengalir ke saluran tetapi mengering sebelum mencapai cekungan yang mereka isi. Ide ini didukung oleh fakta bahwa saluran keluar dari cekungan ini tidak memiliki endapan garam.

Faktor lain yang ditentukan para peneliti adalah bahwa endapan ini relatif tipis. Meskipun sulit untuk mendapatkan kedalaman yang tepat dari orbit, dalam beberapa kasus, tim dapat memperkirakan di mana kawah tumbukan mengganggu deposit klorida. Temuan ini secara konsisten menunjukkan bahwa deposit garam itu dangkal—kedalamannya kurang dari tiga meter. Sementara itu masih mewakili banyak siklus air yang mengalir masuk dan mengering, Mars jelas tidak membutuhkan air hunian jangka panjang yang membangun endapan garam tebal di Bumi.

Ketika 2 miliar adalah “baru-baru ini”

Akhirnya, para peneliti melihat usia deposit garam. Biasanya, ini dilakukan dengan memeriksa jumlah kawah di deposit dan mengasumsikan bahwa kawah telah dibuat secara teratur selama beberapa miliar tahun terakhir. Tetapi sebagian besar endapan garam terjadi di saluran sempit, jadi tidak banyak permukaan besar yang dapat digunakan untuk membangun jumlah kawah yang berguna.

Sebaliknya, para peneliti sebagian besar berfokus pada tanggal endapan batuan yang mendasarinya, yang memberikan usia maksimum untuk garam yang disimpan di atasnya. Dalam satu kasus, tim menemukan deposit garam yang berada di atas batu berusia 3,3 miliar tahun, yang diubah oleh peristiwa yang berasal dari dua miliar tahun lalu. Dalam kasus lain, endapan garam berada di atas endapan vulkanik yang berumur 2,3 miliar tahun yang lalu.

Itu jauh lebih baru daripada banyak perkiraan sebelumnya ketika Mars menjadi terlalu dingin dan kehilangan terlalu banyak atmosfer untuk memungkinkan air cair.

Konon, Leask dan Ehlmann tidak berpikir bahwa endapan ini mewakili keberadaan air yang permanen. Sebaliknya, mereka menyarankan bahwa air muncul di saluran ini karena pencairan musiman deposit es lokal dan bahkan mungkin tidak memasuki cekungan terdekat dalam jumlah yang signifikan. Mereka juga mencatat bahwa wilayah di mana sebagian besar endapan garam terletak tumpang tindih dengan tempat model iklim memprediksi kita akan melihat curah hujan paling banyak ketika Mars memiliki siklus air, jadi ada alasan bagus untuk berpikir bahwa harus ada endapan es besar di daerah tersebut.

Tidak ada analisis tunggal yang akan menyajikan sejarah lengkap masa lalu Mars yang berair. Tetapi temuan individu dapat memberi kita gambaran sekilas tentang era yang berbeda, memberikan potongan teka-teki yang pada akhirnya dapat kita kumpulkan untuk membentuk gambaran yang lebih besar.

Uang Muka AGU2022. DOI: 10.1029/2021AV000534 (Tentang DOI).