Marsi pinna ja atmosfääri uurimisel on avastatud mõned iidsed saladused. Tänu Uudishimu Rover ja muud missioonid, on teadlased nüüd teadlikud asjaolust, et kunagi voolas vesi Marsile ja planeedil oli tihedam atmosfäär. Samuti on nad suutnud järeldada, mis mehaanika viis selle atmosfääri kahanemiseni, mis muutis selle külmaks, kuivanud keskkonnaks, mida me seal täna näeme.
Kuid samal ajal on see viinud üsna intrigeeriva paradoksini. Sisuliselt arvatakse, et Marsi pinnal oli soe, voolav vesi ajal, mil Päike oli kolmandiku võrra soojem kui praegu. Selleks oleks vaja Marsi atmosfääris piisavalt süsinikdioksiidi, et hoida selle pinda piisavalt soojana. Kuid Curiosity roveri viimaste leidude põhjal ei paista see nii olevat.
Need leiud olid osa Curiosity’s Chemistry and Mineralogy X-ray Diffraction (CheMin) instrumendi andmete analüüsist, mida on kasutatud Gale'i kraatri puurproovide mineraalainete uurimiseks. Selle analüüsi tulemused avaldati hiljuti Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised, kus uurimisrühm teatas, et iidsest järvepõhjast võetud proovides ei leitud karbonaatide jälgi.
Selle jagunemiseks on tõendusmaterjali kogunud Uudishimu (ja paljude muude roverite, maandurite ja orbiidide arv) on teadlased jõudnud järeldusele, et umbes 3,5 miljardit aastat tagasi olid Marsi pinnal järved ja voolavad jõed. Samuti on nad otsustanud tänu paljudele proovidele Uudishimu kuna see maandus Gale'i kraatrisse 2011. aastal, oli see geoloogiline eripära kunagi järvepõhi, mis järk-järgult täitus setteladestustega.
Kuid selleks, et Mars oleks vedela vee olemasoluks olnud piisavalt soe, oleks selle atmosfäär pidanud sisaldama teatud koguses süsinikdioksiidi - pakkudes piisavat kasvuhooneefekti, et kompenseerida Päikese vähenenud soojust. Kuna Gale'i kraatri kivimiproovid on geoloogilised andmed selle kohta, millised tingimused olid nagu miljardid aastad tagasi, sisaldaks see kindlasti palju karbonaatmineraale, kui see nii oleks.
Karbonaadid on mineraalid, mis tekivad süsinikdioksiidi liitumisel vees positiivselt laetud ioonidega (nagu magneesium ja raud). Kuna on leitud, et need ioonid on Marsi kivimi proovides heas varustuses ja hilisem analüüs on näidanud, et tingimused ei muutunud kunagi happeliseks nii kaugele, et karbonaadid oleksid lahustunud, pole mingit ilmset põhjust, miks neid ei kuvataks .
Koos oma meeskonnaga arvutas Thomas Bristow - uudishimu tekitaja CheMini instrumendi uurija -, milline peaks olema atmosfääri süsinikdioksiidi minimaalne kogus ja kuidas seda oleks osutanud tänapäeval Marsi kivimites leiduvad karbonaaditasemed. Seejärel sortisid nad läbi CheMini instrumendi aastatepikkused väärtused, et näha, kas nende mineraalide kohta on mingeid märke.
Kuid nagu ta selgitas NASA hiljutises pressiteates, ei mõõtnud leiud lihtsalt midagi:
„Meid on eriti tabanud see, et settekivimites, mida rover on uurinud, puuduvad karbonaatsed mineraalid. Vedelat vett oleks tõesti raske saada, isegi kui atmosfääris on sada korda rohkem süsihappegaasi, kui see kivimite mineraalide kohta meile ütleb. ”
Lõpuks ei leidnud Bristow ja tema meeskond analüüsitud kivimiproovidest isegi vähimatki kogust karbonaate. Isegi kui Gale kraatris oleks järv eksisteerinud atmosfääris vaid mõnikümmend millibaari süsinikdioksiidi, oleks see Curiosity CheMini tuvastamiseks piisavalt karbonaate tootnud. Viimane leid lisab paradoksi, mis on aastaid Marsi uurijaid vaevanud.
Põhimõtteliselt on teadlased märkinud, et nende pinnaomadused, mis viitavad Marsi minevikule, ja nende keemiliste ja geoloogiliste tõendite vahel on tõsine lahknevus. Mitte ainult pole palju tõendeid selle kohta, et planeedil oli minevikus tihedam atmosfäär, enam kui neli aastakümmet kestnud orbitaalkujutised (ja aastatepikkused pinnaandmed) on andnud rohkesti geomorfoloogilisi tõendeid selle kohta, et Marsil oli kunagi pinnavesi ja aktiivne hüdroloogiline tsükkel.
Kuid teadlased näevad endiselt vaeva mudeleid, mis näitavad, kuidas Marsi kliima oleks võinud säilitada seda tüüpi tingimusi, mis selleks vajalikud olid. Ainus seni edukas mudel on olnud mudel, milles atmosfäär sisaldas märkimisväärses koguses CO2 ja vesinikku. Kahjuks jääb seletus selle atmosfääri loomise ja säilitamise kohta raskesti kättesaadavaks.
Lisaks on puudujääke olnud ka miljardeid aastaid tagasi olemas olnud sellise atmosfääri geoloogilistest ja keemilistest tõenditest. Varem ei suutnud orbiitrite uuringud leida tõendeid karbonaatsete mineraalide kohta Marsi pinnal. Loodeti, et pinnapealsed missioonid, nagu Curiosity, suudavad selle lahendada, võttes pinnast ja puurides proove seal, kus oli teada vett.
Kuid nagu Bristow selgitas, on tema meeskonna uuring sulgenud selle ukse:
„See on olnud mõistatus, miks orbiidilt pole palju karbonaati nähtud. Võiksite tüliküsimusest väljuda, öeldes, et karbonaadid võivad endiselt olemas olla, kuid me lihtsalt ei näe neid orbiidilt, kuna need on tolmuga kaetud või maetud või me ei otsi õiges kohas. Uudishimu tulemused viivad paradoksi tähelepanu keskpunkti. See on esimene kord, kui kontrollime karbonaatide olemasolu maapinnal kivis, mis on teada vee all ladestunud setetest. "
Sellel paradoksil on mitu võimalikku seletust. Ühest küljest on mõned teadlased väitnud, et Gale kraatri järv ei pruukinud olla avatud veekogu ja see oli võib-olla kaetud jääga, mis oli lihtsalt piisavalt õhuke, et võimaldada setete sissetungimist. Selle selgituse probleem on et kui see oleks tõsi, oleks selgesti näha märke - mis hõlmaksid sügavaid pragusid pehmes settejärves asuvas kivimites.
Kuid kuna neid näidustusi pole leitud, on teadlastel kaks tõendusmaterjali, mis ei kattu. Nagu Curiosity projekti teadlane Ashwin Vasavada ütles:
„Uudishimu liikumine läbi muistsetest järvedest ladestunud vooluveekogude, deltade ja sadade vertikaalsete jalgade muda kutsub üles looma jõulist hüdroloogilist süsteemi, mis varustab vett ja setteid, et tekitada meie levinud kivimid. Sellise süsteemi jaoks vajaliku soojendava mõju peamiseks kandidaadiks on olnud süsinikdioksiid, mis on segatud teiste gaasidega, näiteks vesinikuga. Tundub, et see üllatav tulemus võtab selle jooksust välja. ”
Õnneks on teaduse ebakõlad need, mis võimaldavad välja töötada uusi ja paremaid teooriaid. Ja kui Marsi pinna uurimine jätkub - mis saab sellest kasu ExoMars ja Marss 2020 lähiaastate missioonideks - võime oodata täiendavate tõendite ilmnemist. Loodetavasti aitab see suunata selle paradoksi lahendamise suunas ega muuda meie teooriaid veelgi keerukamaks!
