Αναζητώντας νερό στον Άρη με την βοήθεια των νετρονίων

«Με τον TGO (Trace Gas Orbiter) [της αποστολής ExoMars των ESA και Roscosmos] μπορούμε να κοιτάξουμε έως ένα μέτρο κάτω από το στρώμα σκόνης και να δούμε τι πραγματικά συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια του Άρη και να εντοπίσουμε πλούσιες σε νερό “οάσεις” οι οποίες δεν θα μπορούσαν να ανιχνευτούν με τα προηγούμενα επιστημονικά όργανα», αναφέρει ο Igor Mitrofanov, από το Ινστιτούτο Διαστημικής Έρευνας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών στη Μόσχα, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και κύριος ερευνητής του τηλεσκοπίου νετρονίων FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector).

Παρέχοντας μερικά στοιχεία για τον τρόπο λειτουργίας του νέου οργάνου που οδήγησε στην ανακάλυψη των “οάσεων”, ο Igor συνεχίζει: «Το FREND ανακάλυψε μια περιοχή με ασυνήθιστα μεγάλο ποσό υδρογόνου στο τεράστιο σύστημα φαραγγιών Valles Marineris». Υποθέτοντας ότι το υδρογόνο που εντοπίζεται είναι συνδεδεμένο σε μόρια νερού, οι επιστήμονες οδηγούνται στο συμπέρασμα ότι το 40% του υλικού στην περιοχή κοντά στην επιφάνεια φαίνεται να είναι νερό. Ο Igor και οι συνεργάτες του ανέλυσαν τις παρατηρήσεις που έγιναν με το FREND, σε μια περίοδο από το Μάιο του 2018 μέχρι τον Φεβρουάριο του 2021, με τις οποίες χαρτογράφησαν την περιεκτικότητα υδρογόνου του εδάφους του Άρη ανιχνεύοντας νετρόνια αντί για φως.

Ενδιαφέρουσα σειρά μετασχηματισμών: οι περιοχές με νερό στον πλανήτη Άρη προσδιορίζονται με τον εντοπισμό του υδρογόνου που υπάρχει κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη, πράγμα που επιτυγχάνεται με ανίχνευση νετρονίων. Ο Alexey Malakhov, από το Ινστιτούτο Διαστημικής Έρευνας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών στη Μόσχα, και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, συμπληρώνει τις γνώσεις μας: «Τα νετρόνια παράγονται όταν πολύ ενεργητικά σωμάτια γνωστά ως “γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες” χτυπούν τον Άρη. Τα ξηρότερα εδάφη εκπέμπουν περισσότερα νετρόνια από ότι τα πιο υγρά και έτσι μπορούμε να επάγουμε πόσο πολύ νερό υπάρχει σε ένα έδαφος κοιτώντας τα νετρόνια που εκπέμπει».

Συνεχίζει ο Alexey: «Η μοναδική τεχνική παρατήρησης του FREND δίνει πολύ υψηλότερη χωρική ανάλυση από προηγούμενες μετρήσεις αυτού του τύπου, επιτρέποντάς μας να βλέπουμε πλέον υδάτινα χαρακτηριστικά τα οποία δεν είχαν πριν εντοπιστεί. Βρήκαμε ένα κεντρικό τμήμα της Valles Marineris να είναι γεμάτο νερό – πολύ περισσότερο από ότι αναμέναμε. Αυτό είναι πάρα πολύ όμοιο με τις μόνιμα παγωμένες περιοχές της Γης, όπου ο πάγος παραμένει μόνιμα κάτω από ξηρό έδαφος εξαιτίας των σταθερά χαμηλών θερμοκρασιών». Το νερό αυτό θα μπορούσε να είναι με τη μορφή πάγου ή νερού που είναι χημικά δεσμευμένο με άλλα ορυκτά στο έδαφος. Ωστόσο, άλλες παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα ορυκτά που φαίνονται σε αυτό το τμήμα του Άρη τυπικά περιέχουν μόνο μικρό ποσοστό νερού, πολύ λιγότερο από ότι δείχνουν τα στοιχεία των νέων παρατηρήσεων. «Γενικά, θεωρούμε ότι το νερό αυτό πιο πιθανά υπάρχει με τη μορφή του πάγου», λέει ο Alexey.

Ο πάγος συνήθως εξατμίζεται σε αυτή την περιοχή του Άρη λόγω των συνθηκών θερμοκρασίας, πίεσης κοντά στον ισημερινό. Το ίδιο ισχύει για το χημικά δεσμευμένο νερό: πρέπει να υπάρχει ο σωστός συνδυασμός θερμοκρασίας, πίεσης και ενυδάτωσης για να καλυφθούν τα ορυκτά από την απώλεια του νερού. Αυτό υποδηλώνει ότι κάποιο ειδικό, αλλά – ακόμη – ασαφές μίγμα συνθηκών πρέπει να υπάρχει στην Valles Marineris για να διατηρεί το νερό – ή αυτό με κάποιο τρόπο να αναπληρώνεται. Το εύρημα αυτό θεωρείται από τους ερευνητές ένα καταπληκτικό πρώτο βήμα, αλλά όπως είναι φυσικό χρειάζονται περισσότερες παρατηρήσεις για να προσδιορίσουν με σιγουριά ποια μορφή νερού αντιμετωπίζουν. Πάντως ανεξάρτητα από τα αποτελέσματα, το εύρημα δείχνει τις απαράμιλλες ικανότητες των συσκευών του TGO στο να επιτρέπουν τους επιστήμονες να «βλέπουν» κάτω από την επιφάνεια του Άρη – και αποκαλύπτει μια μεγάλη, όχι σε πολύ βάθος, εύκολα εκμεταλλεύσιμη αποθήκη νερού σε αυτή την περιοχή του Άρη.