Kids

eso1509no — Pressemelding

Mars – planeten som mistet et hav av vann

5. mars 2015

Ifølge ny forskning hadde Mars opprinnelig et hav som inneholdt mer vann enn Nordishavet på Jorda og som dekket en større del planetens overflate enn Atlanterhavet gjør på vår klode. Ved hjelp av ESOs Very Large Telescope samt instrumenter på Keck-observatoriet og NASAs Infrared Telescope Facility har et internasjonalt forskerteam gjennom en seksårsperiode overvåket atmosfæren til Mars og kartlagt egenskapene til vannet i ulike deler av planetatmosfæren. De nye kartene er de første i sitt slag. Studien presenteres i dag i nettutgaven av tidsskriftet Science.

For omkring fire milliarder år siden hadde den unge planeten vann nok til å dekke hele overflaten med et ca. 140 meter dypt globalt hav. Mer sannsynlig er det dog at vannet samlet seg i et hav som dekket nesten halvparten av Mars' nordlige halvkule, med en dybde på over 1,6 kilometer i enkelte områder.

"Vår studie gir et grundig anslag for hvor mye vann Mars en gang hadde. Vi kom fram til resultatet ved å beregne hvor mye vann som har fordampet fra og unnsluppet atmosfæren," sier Geronimo Villanueva, forsker ved NASAs Goddard Space Flight Center (Greenbelt, Maryland, USA) og hovedforfatter av forskningsartikkelen. "Med disse resultatene kan vi bedre forstå vannets historie på Mars."

Det nye estimatet baserer seg på nøyaktige observasjoner av to litt forskjellige typer vann i Mars-atmosfæren. Den ene typen er vanlig vann, H2O, bestående av to hydrogenatomer og et oksygenatom. Den andre er HDO, også kalt halvtungt vann, en naturlig variant der det ene hydrogenatomet er byttet ut med en tyngre utgave kalt deuterium.

Siden det halvtunge vannet er tyngre enn vanlig vann, forsvinner det ikke like lett ut i rommet via fordamping. Jo større andel vann en planet har mistet, desto større er forholdet mellom HDO og H2O i vannet som er igjen [1].

Forskerne var i stand til å skille de to typene vann fra hverandre takket være ESOs Very Large Telescope i Chile samt instrumenter på Keck-observatoriet og NASAs Infrared Telescope Facility på Hawaii [2]. Ved å sammenligne forholdet mellom HDO og H2O kunne teamet finne ut hvor mye andelen av HDO har økt og således beregne hvor mye vann som har sluppet ut i verdensrommet fram til nå. Dette gjør det i sin tur mulig å estimere hvor mye vann det tidligere var på Mars.

I studien kartla forskerne fordelingen av H2O og HDO gjentatte ganger over en periode på nesten seks jordår, tilsvarende omtrent tre år på Mars. Dette gav forskerne globale oversikter for fordelingen av de to typene vann samt forholdet mellom dem. Selv om dagens Mars mer eller mindre er en ørken, avslører kartene mikroklimaer og årstidsvariasjoner på den golde kloden.

Ulli Kaeufl jobber ved ESO og var ansvarlig for å bygge et av instrumentene som ble brukt i studien. Han er også medforfatter av den nye artikkelen. "Jeg blir stadig forbløffet over hvor mye vi faktisk kan lære ved å observere andre planeter med astronomiske teleskoper her på Jorda. Vi fant tross alt bevis for et eldgammelt hav mer enn hundre millioner kilometer unna!" kommenterer han.

Forskerteamet var spesielt interessert i områdene nær nordpolen og sørpolen ettersom de polare iskappene er planetens største kjente vannreservoar. Vannet som er lagret der, antas å inneholde informasjon om vannets utvikling på Mars fra den våte noakiske perioden, som tok slutt for rundt 3,7 milliarder år siden, og fram til i dag.

De nye resultatene viser at andelen HDO i det atmosfæriske vannet i polområdene nå er syv ganger høyere enn i Jordas havvann, hvilket innebærer at vannet i Mars' permanente polkalotter er beriket åtte ganger. For å oppnå slike høye HDO-verdier må Mars ha mistet vann tilsvarende et volum 6,5 ganger større dagens polkalotter. Urhavet på Mars ville hatt et volum på minst 20 millioner kubikkilometer.

Ut fra dagens Mars-overflate er det sannsynlig at dette vannet ville holdt til på de lavtliggende nordlige slettene. Et urgammelt hav her ville dekket 19 % av planetoverflaten. Til sammenligning legger Atlanterhavet beslag på 17 % av Jordas overflateareal.

"Fordi Mars har mistet så mye vann, er det meget sannsynlig at planeten var våt og kanskje hadde forhold for liv i et lengre tidsrom enn man tidligere har antatt," bemerker Michael Mumma, seniorforsker ved Goddard og medforfatter av forskningsartikkelen.

Det er mulig at Mars en gang har hatt enda mer vann. Noe av det kan ha holdt til under overflaten. Fordi de nye kartene avdekker mikroklimaer og endringer i atmosfærens vanninnhold over tid, kan de også være nyttige i det videre søket etter underjordisk vann.

Fotnoter

[1] Havene på Jorda inneholder ett HDO-molekyl per ca. 3200 vanlige vannmolekyler (H2O).

[2] Selv om Mars-sonder på bakken og i bane rundt planeten kan foreta betydelig mer detaljerte lokale målinger, er de ikke egnet til å kartlegge egenskapene til Mars-atmosfæren som helhet. Til dette bruker astronomene heller infrarøde spektrografer som er montert på store teleskoper her på Jorda.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i nettutgaven av Science 5. mars 2015: "Strong water isotopic anomalies in the Martian atmosphere: probing current and ancient reservoirs" av G. VIllanueva et al.

Forskerteamet består av G.L. Villanueva (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA; Catholic University of America, Washington, D.C., USA), M.J. Mumma (NASA Goddard Space Flight Center), R.E. Novak (Iona College, New York, USA), H.U. Käufl (ESO, Garching, Tyskland), P. Hartogh (Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen, Tyskland), T. Encrenaz (Observatoire de Paris-Meudon, Paris, Frankrike), A. Tokunaga (University of Hawaii-Manoa, Hawaii, USA), A. Khayat (University of Hawaii-Manoa) og M. D. Smith (NASA Goddard Space Flight Center).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Studien ble utført med støtte fra følgende fire programmer ved NASAs hovedkvarter i Washington, D.C.: Mars Fundamental Research, Planetary Astronomy, Planetary Atmospheres og NASA Astrobiology.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Geronimo Villanueva
Goddard Space Flight Center
Greenbelt MD, USA
Tlf.: +1 301 286 1528
E-post: geronimo.villanueva@nasa.gov

Michael Mumma
Goddard Space Flight Center
Greenbelt MD, USA
E-post: Michael.J.Mumma@nasa.gov

Ulli Käufl
ESO
Garching bei München, Germany
E-post: hukaufl@eso.org

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1509 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1509no
Navn:Mars
Type:Solar System : Planet : Feature : Surface
Facility:NASA Infrared Telescope Facility, Very Large Telescope, W. M. Keck Observatory
Instruments:CRIRES
Science data:2015Sci...348..218V

Bilder

Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden

Videoer

Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Kunstnerisk framstilling av Mars for fire milliarder år siden
Mars – planeten som mistet et hav av vann
Mars – planeten som mistet et hav av vann
Artist’s impression of Mars four billion years ago (fulldome)
Artist’s impression of Mars four billion years ago (fulldome)
kun på engelsk

Se også