Mars je danes leden svet. Vendar je imel skozi zgodovino trenutke boljše temperature, skozi katere so tekle reke in morja, s stopljenimi ledeniki in verjetno je bilo življenja na pretek.
Danes pa ima Mars osušeno površino, v kateri se količina vode v njegovem ozračju pogosto kondenzira v zmrzal, zlasti v bližini severnega pola. Na tem območju tvori večletne ledene kape. Kaj se je zgodilo z Marsovim podnebjem?
Površina in ozračje Marsa
Čeprav se zdi brez primere, čeprav CO2 zadržuje toploto, v regiji južnega pola planeta Mars, Veliko zamrznjenega CO2 je. Površina tega planeta ne kaže znakov vode, razen na nekaterih ledenih območjih ali v obliki dolin, ki so jih odprle stare poplave.
Marsovsko ozračje je hladno, suho in redko. Ta tanka tančica, sestavljena večinoma iz CO2, ustvarja pritisk na površino, ki je manj kot 1% tistega, registriranega na Zemlji na morski gladini. Marsova orbita je od Sonca 50% dlje od našega planeta. Poleg tega je ozračje, ki ga obdaja, zelo lepo, kar prispeva k temu ledenemu podnebju. Povprečne temperature so -60 stopinj, na polih pa dosežejo temperaturo -123 stopinj.
Ravno nasprotno planet Venera . Opoldansko sonce je sposobno ogreti površino dovolj, da lahko proizvaja občasno odtajanje, vendar nizek atmosferski tlak povzroči, da voda skoraj v trenutku izhlapi.
Čeprav atmosfera vsebuje majhno količino vode in se včasih pojavijo oblaki vode in ledu, so za marsovsko podnebje značilne peščene nevihte ali zalivi ogljikovega dioksida. Vsako zimo snežni metež z ledenim ogljikovim dioksidom udari na enega od polov in ko ledeni ogljikov dioksid izhlapi na nasprotni polarni kapici, nabere se nekaj metrov tega suhega ledenega snega. A niti na polu, kjer je poletje in sonce sije ves dan, se temperature dvignejo toliko, da se ta ledena voda stopi.
Marsova preteklost
Večina kraterjev na Marsu je zelo erodiranih. Skoraj vsak najmlajši in največji krater, ki ga lahko vidite strukture, podobne odtokom blata. Ti blatni iztrebki so najverjetneje zmrznjeni ostanki starodavnih kataklizem, trkov asteroidov ali kometov z Marsovo površino, ki je stopila območja zamrznjene permafrosta in globoko pod zemljo vklesala ogromne luknje v območja s tekočo vodo.
Ugotovljeni so bili dokazi, da je nekoč na površju nastal led, ki je ustvaril tipično ledeniške pokrajine. Sem spadajo skalnati grebeni, sestavljeni iz usedlin, ki so jih ob robu pustili talilni ledeniki, in vijugasti trakovi peska in gramoza, ki so jih pod ledeniki nalagale reke, ki tečejo pod ledeno ploščo.
Možno je, da je imel vodni krog na Marsu sestavine v mokrih epizodah. Gosta atmosfera bi najverjetneje vsebovala precejšnja količina vode je izhlapela iz jezer in morij. Vodna para bi se kondenzirala v oblake in sčasoma nastala v dež. Padajoča voda bi ustvarila odtok in večji del bi prodrl po površini. Po drugi strani pa bi se snežne padavine kopičile v ledenikih, ti pa bi svojo talino odvajali v ledeniška jezera.
Nekatere slike, posnete z Marsa, razkrivajo obstoj ogromnih drenažnih kanalov, razpokanih na površini. Nekatere od teh struktur so široke več kot 200 kilometrov in se raztezajo na 2000 kilometrov ali več. Geometrija teh drenažnih kanalov kaže, da bi voda lahko prečkala površino nič manj kot s približno 270 kilometri na uro.
Izgubljeni ocean?
Na nekaterih visokih območjih Marsa obstajajo obsežni sistemi dolin, ki se odtekajo v sedimentne spodnje depresije, nizka območja, ki so bila nekoč poplavljena. Toda ta jezera niso bila največja kopičenja vode na planetu. V ponavljajočih se poplavah so se odvodni kanali odvajali proti severu in tako nastajali vrsto prehodnih jezer in morij. Kot je mogoče razložiti na fotografijah, številne značilnosti okoli teh starih udarnih bazenov označujejo območja, kjer se ledeniki spuščajo v ta globoka vodna telesa.
Po različnih izračunih bi lahko eno največjih morij severno od Marsa izpodrinilo prostornino, enakovredno prostornini Mehiški zaliv in Sredozemsko morje skupaj. Obstaja celo možnost, da je na Marsu obstajal ocean. Dokaz za to temelji na dejstvu, da so številne značilnosti severnih ravnic spominjale na erozijo obale. Ta hipotetični ocean se je imenoval Borealiski ocean. Ocenjuje se, da bi lahko bil približno štirikrat večji od našega Arktičnega oceana, predlagan pa je bil model vodnega kroga na Marsu, ki bi lahko razložil njegovo nastanek.
Danes večina strokovnjakov za planetologijo priznava, da se na severnih Marsovih ravnicah ponavljajoče nastajajo velika vodna telesa, a mnogi zanikajo, da je kdaj obstajal pravi ocean.
Podnebne spremembe
Na mladem Marsu bi lahko prišlo do močne erozije, ki bi zgladila površino. Toda kasneje, ko je napredoval v srednjih letih, je njegov obraz postal hladen, suh in brazgotin. Od takrat bo le nekaj raztresenih zmernih obdobij na nekaterih območjih pomlajevalo njeno površino.
Vendar pa mehanizem, ki izmenjuje blage in hude režime na Marsu, ostaja večinoma skrivnost. Trenutno si je mogoče le malo podrobno razložiti, kako bi se lahko zgodile te podnebne spremembe.
Ena od hipotez o podnebnih spremembah na Marsu temelji na naklonu osi vrtenja od njenega idealnega položaja, pravokotne na orbitalno ravnino. Tako kot Zemlja, Mars je zdaj nagnjen za približno 24 stopinj. Ta naklon se sčasoma redno spreminja. Močno se spremeni tudi naklon. Vsakih 10 milijonov let ali tako sprememba nagibne osi občasno zajema tudi do 60 stopinj. Podobno se usmerjenost nagibne osi in oblika Marsove tirnice sčasoma spreminjata glede na cikel.
Ti nebesni mehanizmi, zlasti težnja osi vrtenja do pretiranega nagibanja, povzročajo ekstremne sezonske temperature. Tudi ob redkem ozračju, kakršno danes prekriva planet, bi poletne temperature na srednjih in visokih zemljepisnih širinah v obdobjih velike poševnosti lahko tedne vztrajno presegale ledišče, in zime bi bile še ostrejše kot danes.
Ob zadostnem segrevanju enega od polov poleti pa se je moralo ozračje močno spremeniti. Možno je, da je emisija plinov iz pregrete ledene kapice iz ogljikove podtalnice ali permafrosta, bogatega z ogljikovim dioksidom, zgostila ozračje toliko, da je ustvarila prehodno rastlinjaško klimo. V teh pogojih bi lahko bila voda na površini. Kemične vodne reakcije bi v tistih toplih obdobjih v nasprotnem primeru tvorile soli in karbonatne kamnine; postopek bi počasi odstranjeval ogljikov dioksid iz ozračja in tako zmanjšal učinek tople grede. Vrnitev na zmerno raven poševnosti bi še dodatno ohladila planet in oborila suh ledeni sneg, še bolj razredčila ozračje in vrnila Mars v normalno ledeno stanje.