Mars är en isig värld idag. Men genom historien hade det stunder av bättre temperatur genom vilka floder och hav flödade, med smälta glaciärer, och möjligen fanns det liv i överflöd.
Men i dag har Mars en uttorkad yta där mängden vatten i atmosfären ofta kondenseras till frost, särskilt nära dess nordpol. I det området bildar den fleråriga istappar. Vad hände med Mars klimat?
Mars yta och atmosfär
Även om det verkar utan motstycke, även om CO2 behåller värmen, i regionen på den sydliga polen på planeten Mars, Massor av fryst CO2 finns. Ytan på denna planet visar inga tecken på vatten, utom i vissa frostiga områden eller i form av dalar som öppnas av gamla översvämningar.
Atmosfären på Mars är kall, torr och sällsynt. Denna tunna slöja, som mestadels består av CO2, skapar ett tryck på ytan som är mindre än 1% av det som är registrerat på jorden vid havsnivå. Mars banan är 50% längre från solen än vår planet. Dessutom är atmosfären som omger den väldigt fin, vilket bidrar till detta isiga klimat. Medeltemperaturen är -60 grader och når temperaturer på -123 grader vid polerna.
Tvärtom planeten venus . Middagsolen kan värma upp ytan tillräckligt för att kunna producera enstaka upptining, men det låga atmosfärstrycket får vattnet att avdunsta nästan direkt.
Även om atmosfären innehåller en liten mängd vatten och ibland förekommer moln med vatten och is, kännetecknas marsklimatet av sandstormar eller kular av koldioxid. Varje vinter slår en snöstorm av isig koldioxid en av polerna, och när iskoldioxid avdunstar på motsatt polhatt, flera meter av den torra isnön ackumuleras. Men även på polen där det är sommar och solen skiner hela dagen stiger temperaturen så mycket att den smälter det isiga vattnet.
Mars förflutna
De flesta av kratrarna på Mars är mycket urholkade. Runt nästan varje yngsta och största krater du kan se strukturer som liknar leraavrinning. Dessa leriga skräp är förmodligen frysta rester av forntida katastrofer, kollisioner av asteroider eller kometer med ytan på Mars, som smälte områden av den frysta permafrosten och huggade stora hål djupt under jord för att nå områden som innehöll flytande vatten.
Bevis har visat sig att det vid någon tid bildades is på ytan som skapade typiskt islandskap. Dessa inkluderar steniga åsar som består av sediment som lämnas på deras marginaler genom att smälta glaciärer och slingrande sand- och grusremsor som deponeras under glaciärer av floder som rinner under istäcken.
Det är möjligt att vattencykeln på Mars hade komponenter i de våta episoderna. En tät atmosfär skulle sannolikt innehålla en betydande mängd vatten avdunstade från sjöar och hav. Vattenångan skulle kondenseras för att bilda moln och så småningom falla i regn. Det fallande vattnet skulle skapa avrinning och mycket av det sipprar genom ytan. Å andra sidan skulle snöfallarna ha ackumulerats och bildade glaciärer, och dessa skulle släppa ut smältvattnet i glaciärsjöar.
Några av bilderna som tagits från Mars avslöjar förekomsten av enorma dräneringskanaler som spricker på ytan. Några av dessa strukturer är mer än 200 kilometer breda och sträcker sig över 2000 kilometer eller mer. Geometrin hos dessa dräneringskanaler indikerar att vattnet kunde ha korsat ytan inte mindre än med cirka 270 kilometer i timmen.
Ett förlorat hav?
I vissa höga områden på Mars finns det omfattande system av dalar som rinner ut i sedimentära bottenfördjupningar, låga områden som en gång översvämmade. Men dessa sjöar var inte den största ansamlingen av vatten på planeten. Vid återkommande översvämningar släpptes dräneringskanalerna mot norr och bildades därmed en serie övergående sjöar och hav. Som kan tolkas på foton markerar många av funktionerna som observeras runt dessa gamla slagbassänger de områden där glaciärerna släpps ut i de djupa vattendragen.
Enligt olika beräkningar kunde ett av de största haven norr om Mars ha förskjutit en volym som motsvarar den Mexikanska golfen och Medelhavet tillsammans. Det finns till och med möjligheten att ett hav hade funnits på Mars. Beviset på detta är baserat på det faktum att många av de särdrag som finns på de norra slätterna påminde om erosionen av kustlinjerna. Detta hypotetiska hav kallades Borealis Ocean. Det uppskattas att det kan vara ungefär fyra gånger större än vårt ishav och modellen för vattencykeln på Mars föreslogs som skulle kunna förklara dess skapande.
De flesta planetologisexperter accepterar nu att stora vattenmassor återkommer på de norra slätterna på Mars, men många förnekar att det någonsin fanns ett riktigt hav.
Klimatförändringar
På en ung Mars kan kraftig erosion äga rum och utjämna ytan. Men senare, när han utvecklades till medelåldern, blev hans ansikte kallt, torrt och ärrigt. Sedan dess har det bara varit några spridda tempererade perioder som föryngrade dess yta i vissa områden.
Mekanismen som växlar mellan milda och svåra regimer på Mars är dock till stor del ett mysterium. För närvarande är det bara möjligt att ge lite detaljerade förklaringar till hur dessa klimatförändringar kunde ha hänt.
En av hypoteserna om klimatförändringar på Mars är baserad på lutningen på rotationsaxeln från dess ideala läge, vinkelrätt mot banplanet. Liksom jorden, Mars lutas nu cirka 24 grader. Denna lutning varierar regelbundet över tiden. Lutningen förändras också kraftigt. Var tionde miljon år täcker variationen på lutningsaxeln sporadiskt upp till 10 grader. På samma sätt förändras orienteringen av lutningsaxeln och formen på Mars banan över tid, enligt en cykel.
Dessa himmelska mekanismer, särskilt tendensen hos rotationsaxeln att luta för mycket, orsakar extrema säsongstemperaturer. Även med en sällsynt atmosfär som den som täcker planeten idag, skulle sommartemperaturer på mitten och höga breddgrader ständigt kunna ha överskridit frysningen i flera veckor under perioder med hög lutning, och vintrarna skulle ha varit ännu hårdare än de är idag.
Med tillräcklig uppvärmning av en av polerna under sommaren måste atmosfären dock ha förändrats drastiskt. Det är möjligt att utsläppen av gaser från den överhettade iskappen, från koldioxid grundvatten eller permafrost rik på koldioxid, förtjockade atmosfären tillräckligt för att generera ett övergående växthusklimat. Under dessa förhållanden kan det finnas vatten på ytan. De vattenhaltiga kemiska reaktionerna skulle i sin tur bildas under de varma perioderna salter och karbonatstenar; processen skulle långsamt ta bort koldioxid från atmosfären och därmed minska växthuseffekten. En återgång till måttliga nivåer av snedhet skulle ytterligare kyla planeten och fälla ut torris snö, ytterligare tunna atmosfären och återställa Mars till sitt normala isiga tillstånd.